Az óceánfenék vulkanikus oázisaiban különös életformák vannak

Gárdonyi 100 – Megkezdődött az emlékév Egerben
2022-03-31
Az eddigi legnagyobb távolságban észlelt csillagot a Hubble űrteleszkóp
2022-04-01
Show all

Az óceánfenék vulkanikus oázisaiban különös életformák vannak

A mélytengeri hévforrások ércekben gazdag kürtői nem csak a tengerek mélyét kutató geológusokat hozzák lázba, de a tengerbiológusok is előszeretettel látogatják ezeket. Itt ugyanis olyan életközösségeket tanulmányozhatnak, melyek – ellentétben az évszázadokon át elfogadott elmélettel – a napfény energiája nélkül is képesek a hosszú távú fennmaradásra és talán még az élet eredetére is választ adhatnak.

Az 1977-ben, a Galápagos-szigetek környékén felfedezett, fekete „füstöt” eregető kémények nem csak a geológusok számára okoztak meglepetést. E mélytengeri hévforrások környezetében ugyanis rendkívül gazdag állatvilágra bukkantak. Olyan, a tudomány számára addig ismeretlen fajok kerültek elő, melyek teljes sötétségben és sokkal nagyobb számban élnek a tenger mélyén, mint azt valaha is feltételezték.

Virágzó oázis a mélytengeri sivatag közepén

Biológiai szempontból Földünk számos területe „sivatag”, vagyis olyan terület, ahol bizonyos alapvető, az élethez nélkülözhetetlen tényezők, például a víz, a napfény vagy egyes létfontosságú tápanyagok csak korlátozott mennyiségben állnak rendelkezésre, így korlátozzák az élőlények fennmaradását. Ezen hévforrások felfedezéséig e „sivatagok” közé sorolták a tengerek mélyét is, ahol a rendkívül kevés tápanyag miatt csak kevés élő szervezet telepszik meg.

1977-ben az Alvin tengeralattjáró kutatói azonban olyan életteret fedeztek fel a tengerek mélyén, ahol az egyéb tengeri ökoszisztémákhoz hasonló, vagy talán még azoknál is változatosabb élet virágzik. Számos, addig ismeretlen faj került elő: hatalmas, több méteres hosszúságot is elérő csőlakó férgek, 30 centiméteres óriás kagylók és kisebb kagylók csoportjai, melyek vastag rétegben telepszenek meg a kémények környékén. Jelentős számban élnek még különböző rák- és halfajok is. Az élővilág e nagyfokú gazdagsága teljesen váratlan volt és meglepte a kutatókat.

Puhatestűek és virágállatok a vulkáni kürtő környékén
Forrás: Wikimedia commons

Minden ökoszisztéma az úgynevezett elsődleges termelőktől, vagyis az autotróf szervezetektől függ, amelyek maguk állítják elő szén-dioxidból a redukált szénvegyületeket (pl. a szénhidrátokat). A tengeri és szárazföldi ökoszisztémák többségében ezt a szerepet a zöld növények töltik be, melyek fotoautotrófok, azaz a napfény segítségével alakítják át a szén-dioxidot. A tengerekben a napsütötte vízfelszíntől lefelé haladva mind kevesebb az élőlény, mivel egyre csökken a táplálék mennyisége. A tengerek mélyén élő szervezetek mindegyike ugyanis azokon a szerves anyagokon él, melyek a napsütötte zónából a tengerfenékre süllyednek. Azonban a szerves anyagok nagy része már a fotikus, vagy másnéven napfényes zónában felhasználódik és visszakerül az anyagforgalomba, így a mélyebb rétegekbe ezen anyagoknak csak egy töredéke jut el. Ennek ellenére a mélytengeri hőforrások környezetében virágzik az élet.

Az élővilág a kénben gazdag mélytengeri vulkáni kürtők környezetében
Forrás: Wikimedia

Nyilvánvaló, hogy ilyen mélységben nem lehet szó fotoszintézisről, valamint a fotikus zónából lekerülő szerves anyagok sem elegendőek ennyi élőlény fenntartásához. Akkor vajon mi teszi lehetővé ilyen gazdag élővilág kialakulását?

Kénbaktériumok az ottani tápláléklánc alapjai

Az óceánok fenekén kialakult „oázisok” rejtélyének megoldására a kutatók vízmintákat gyűjtöttek. Ezek elemzésével kimutatták, hogy – hasonlóan a szárazföldi hévforrások többségéhez – a víz alatti hévforrások is nagy mennyiségben tartalmaznak kénhidrogént. Az már régóta ismert tény volt, hogy szulfidokban gazdag környezetben nagy számban élnek baktériumok. Ezek a szén megkötéséhez azonban nem a napfényt használják fel, hanem a kénhidrogén oxidációja biztosítja a szükséges energiamennyiséget. Tehát ezek a kénbaktériumok jelentik a mélytengeri hőforrások táplálékláncának alapját és szolgálnak táplálékul más állatfajok számára. A szervezetek többsége filtrálással, vagy szimbiózissal hasznosítja a baktériumokat (vagyis kiszűrik ezeket a vízből, vagy beépítik őket saját testükbe, ahol egyrészt védelmet adnak számukra, másrészt felhasználják a baktériumok által termelt energiát). Az állatok a nagyon forró feltörésektől valamivel távolabb élnek, ott, ahol a víz hőmérséklete már csak 20°C körül van. Érdekes viszont, hogy a baktériumok a 200°C-os vízben is dúsan tenyésznek.  

A hőforrások környezetében élő állatok életritmusára jellemző, hogy növekedésük gyors és nagyon hamar elérik a szaporodáshoz megfelelő kort. Az itt élő fajok között a csőlakó férgek és a kagylók a leggyakoribbak és a legnagyobbak: ezek az állatok ökológiai sikerüket a baktériumokkal való együttélésüknek köszönhetik. Ugyanakkor azoknak a kürtőknek a környékén, amelyekből nem forró oldat tör fel, hanem csak jóval alacsonyabb hőmérsékletű, magas sótartalmú víz, az ott élő élőlények jóval lassabban fejlődnek – egyes féregfajok például akár 250 évig is élhetnek.

A csőférgek itt több méteresre is megnőhetnek
Forrás: Wikipedia

Mindezekből mi a legmeglepőbb tanulság? Talán az, hogy ezzel a felfedezéssel megdőlt az a nézet, miszerint fejlett életközösségek csak a napfény energiájának segítségével képesek kialakulni. Ezek a közösségek ugyanis teljesen függetlenek a napfénytől, a fotoszintézistől, csupán a kénhidrogént oxidáló baktériumokra vannak utalva. A baktériumok a kénhidrogént és a forró vizet a Föld belső melegéből és anyagaiból nyerik. A Föld tehát képes saját belső energiájából fejlett életközösséget fenntartani a napfény kizárásával. A másik biológiai érdekesség e baktériumok „hőállósága”. Ezzel ugyanis Pasteur tétele dőlt meg, mely szerint élő fehérjék 100°C-on felül nem léteznek. Ezek a baktériumok viszont éppen a meleg, 200°C-os vizet kedvelik!

Hol kezdődött az élet?

És ezen életközösségek felvetettek még egy érdekes kérdést: vajon az élet kezdődhetett ezeknél a mélytengeri hőforrásoknál? Több tény is alátámasztja ezt az elméletet: egyrészt az itt élő mikrobák egy része a Földön ismert legprimitívebb élőlény. Az itt található életközösség is unikális, tagjai sehol máshol a Földön nem élnek és teljesen elzártan, önállóan fejlődtek. Másrészt azok az összetett szerves molekulák, amelyek az élet építőkövei, ezekben a környezetekben megtalálhatók, ugyanis az itteni környezeti feltételek – melyek a tengerbiológusok szerint a korai Föld környezeti feltételeivel megegyeznek – lehetővé tesznek néhány természetes kémiai reakciót, amelyek során olyan molekulák alakulnak ki, amelyek szerepet játszhattak a Föld első élő sejtjeinek kialakulásában.

30 centis kagylók és rákok élnek a mélytengeri oázisokban
Forrás: Wikipedia

És nem utolsó sorban, az óceánok mélye volt azon kevés helyek egyike a korai Föld történetében, ahol az élőlények védettek voltak a még gyakori felszíni meteoritbombázásoktól és az ózon-réteg hiánya miatti halálos sugárzástól.

De ezt az elméletet támaszthatja alá az is, hogy 2017-ben kutatók a kanadai Quebecben megtalálták az élet talán legrégebbi formáit a Földön. A feltételezett megkövesedett mikroorganizmusok egy, a mostaniakhoz hasonló hidrotermális mezőn élhettek 4,28 milliárd évvel ezelőtt, azaz nem sokkal az óceánok körülbelül 4,4 milliárd évvel ezelőtti és nem sokkal a Föld 4,54 milliárd évvel ezelőtti kialakulása után. Az ilyen életformák ráadásul azt a reményt is erősíthetik, hogy a Naprendszer egyéb égitestjein, például a Jupiter jéggel fedett óceánokat rejtő, vulkanikus jelenségeket is mutató Europa nevű holdján is elképzelhetők bizonyos életformák.

Cikk küldése e-mailben

Comments are closed.

Weboldalunk bizonyos funkcióinak működéséhez és a célzott hirdetésekhez sütikkel gyűjt névtelen látogatottsági információkat. Az Elfogadom gombra kattintva a webhely használatával Ön elfogadja a weboldal sütikre vonatkozó aktuális adatévelmi irányelveinket. További információért kattintson ide.

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close