Sådan fungerer Volcano Vent Tubeworms

Sig, at du er Aquaman tilbage i de tidlige dage. Du streaker gennem havet, lære dit domæne at kende, og efter et par uger med delfiner, marsvin, hvaler, koralrev og fisk, fisk, fisk, du keder dig lidt med den samme gamle, samme gamle, så du dykker ned i de lysløse dybder.

Her begynder tingene at blive virkelig interessante. Fantasmagorisk, bioluminescerende væsner materialiserer sig fra skumringen. De ville se dig nysgerrigt, hvis de havde øjne, men hvad er synspunktet hernede? Heldigvis giver din atlantiske arv dig ikke kun muligheden for at se i mørkt mørke (det mørkeste mørke, der er), men også at overleve det knogletryk af alt det vand over og omkring dig.

Tiltrækket af bevægelse i det fjerne zoomer du ned til et af de mærkeligste steder på planeten-en udluftning i havbunden, hvor jordskorpen deler sig og spyder overophedet, giftigt havvand fra dets tarme. Intet kunne sikkert leve i et helvede som dette. Men til din vandforundring, stedet er tæppebelagt med enorme rørformede organismer, der spirer ud af jorden som gigantiske, demente hvedestængler.

Disse ting overlever ikke kun, de trives hernede. De røde fjer, der topper dem, vinker tilfreds i havstrømmene, som om de ikke kunne have valgt et bedre sted at slå sig ned. Og de har ret. Disse skabninger (sadlet med den groteske, men stemningsfulde etiket, "rørorm") er unikt tilpasset til at blomstre i dette, de mest ugunstige vækstbetingelser, man kan forestille sig.

1. Af Orme og Subs
2. Livsstil for det varme og ventilerede
3. Helt rørformet
4. Udluftningens mysterier

Af Orme og Subs

Lad os starte med at tale om Alvin. Ikke den elskede 70'er legetøj aardvark, og heller ikke den syngende jordegern, men tre-personerne, robotbevæbnet, dybhavs nedsænket, der har spillet hovedrollen i en række spektakulære opdagelser på havbunden siden midten af ​​1960'erne. Alvins mest berømte fund var vraget af Titanic tilbage i 1980'erne.

Næsten et årti tidligere, i 1977, forskere piloterede Alvin rundt om en udluftning i havbunden i nærheden af ​​Galapagosøerne, da de faldt over, eller rettere flød over, et felt med meget mærkelige væsener. De havde ikke regnet med at se andet end et goldt havbillede. I stedet, deres forlygter tog en frodig oase af hidtil usynlige organismer. Den mest fremtrædende nye art var vores ven rørorm [kilde:Trivedi].

Denne opdagelse var som en bombe, der faldt på et helt sæt biologiske antagelser. Disse skabninger levede i et miljø, hvor ingen troede, at livet var muligt. I bunden af ​​vores velkendte fødekæde i landet er fotosyntetiske planter, der spiser sollys. Så hvordan kan noget leve, hvor der ikke er sol?

En anden verden, forskellige fødekæder. I stedet for et fotosyntetisk fundament til den lokale kost, der er en kemosyntetisk. Det betyder, at organismerne i bunden af ​​fødekæden på bunden af ​​havet spiser kemikalier. Faktisk, som Tim Shank, en af ​​de førende forskere inden for dybhavsventilationsliv har sagt, ventilationsåbningerne er vært for det største "kemosyntetiske samfund" på jorden [kilde:Nevala]. Og det fællesskab har eksisteret længe. Den fossile optegnelse viser, at forfædrene til moderne rørorm og deres udluftnings naboer begyndte på samme tid som dinosaurerne [kilde:Shank].

Men de gigantiske rørorme er ikke de eneste orme dernede. At holde dem selskab er små halmslange fyre kaldet Jericho orme, oransje orme, vridende bentiske orme og røde palmeorme på størrelse med din finger [kilde:Stover].

Interessant nok, mens der er rørorm ved ventilationsåbninger over hele Stillehavet, der er ingen i Atlanterhavet, hvor skabninger som dybhavsrejer dominerer scenen. Ingen ved med sikkerhed, hvorfor det er men der er mange faktorer, der kan ligge bag. En teori antyder, at da Atlanterhavet dannede sig, det var ekstremt salt, en tilstand, som rejer tåler bedre end rørorm. Når rejer var fast etableret, de lader aldrig rørormene bevæge sig i. Det er fordi rejer skraber overfladerne omkring ventilationsåbninger for de bakterier, de kan lide at spise på, hvilket betyder, at de sandsynligvis spiser alle rørormslarver, før de har mulighed for at vokse [kilde:skaft].

Livsstil for det varme og ventilerede

En af de mærkeligste ting ved klimaet omkring dybhavsventiler er, at temperaturerne er ekstreme. Yderst anderledes, det er. Vandet, der skubber ud af ventilationsåbningerne, kan være så varmt som 752 grader Fahrenheit (400 grader Celsius), men kun en centimeter (3 centimeter) væk fra ventilationsåbningen er vandet allerede nede på 36 grader Fahrenheit (2 grader Celsius). Så de fleste organismer, der lever omkring ventilationsåbninger, må tåle temperaturer, der svæver lige over frysepunktet. Med andre ord, de er der ikke for det gode vejr. Det handler om den kemiske gryderet, der spytter fra ventilationsåbningerne [kilde:Stover].

Den vigtigste kemiske forbindelse fra ventilationsåbningerne er hydrogensulfid. Bakterier, der koloniserer dybhavsventiler, trives på tingene. På tur, rørorm er helt afhængige af bakterier til deres mad - men de har ingen mund og ingen mave. Hvad de har, er enorme mængder bakterier, der ligger inde i dem - 285 milliarder bakterier pr. Ounce (28 gram) væv, faktisk. Rent faktisk, ud over dets bakterielle chums, der er ikke meget ved din typiske kæmpe rørorm udover en aorta og nogle gonader indkapslet i et 4- til 6 fod langt (1,2 til 1,8 meter) hvidt rør med rod i havbunden [kilde:Trivedi].

Rørormene er pyntet med røde fjer på toppen, men de er ikke kun til udseende. Rynkerne er røde, fordi de er fulde af blod. Hæmoglobinet i blodet binder sig til det svovlbrinte, der flyder forbi, og flytter det ned i røret, hvor bakterier oxiderer det og producerer de kulstofforbindelser, rørormene har brug for at leve. Rørormene og deres bakterier lever i et fuldstændigt symbiotisk forhold, hver fordel af den anden [kilde:Stover].

Det eneste problem er, at ventilationsåbninger ikke udluftes for evigt. De kan pludselig tænde eller slukke uden varsel. Og når de slukker, strømmen af ​​hydrogensulfid stopper, hvilket betyder, at alle organismer i omgivelserne dør. Og da ventilationsåbningerne er isoleret fra hinanden som undersøiske øer, det store spørgsmål er:Hvordan formår disse rørorm at kolonisere den næste udluftning, der vises langt væk over havbunden?

Helt rørformet

Siden opdagelsen af ​​rørorm i 1977, forskere har kradset i hovedet om udluftningskolonisering. Trods alt, disse rørorme har specifikt tilpasset et højt specialiseret miljø, der har den lunefulde kvalitet at tænde og slukke tilfældigt. Og, at tilføje endnu et vanskelighedslag til udbredelse af rørorm, ventilationsåbningerne er små oaser på havbundens store ørken. Hvordan spredes organismer, der er rodfæstet til jorden, til en anden udluftning, der kan være mere end 80 kilometer væk?

Efter meget intensiv og opfindsom forskning, forskere lukker et svar ind. Til at begynde med, Det er vigtigt at vide, hvordan rørormene laver babyer. Den del er let:De gør det på samme måde som skaldyr gør, ved at frigøre æg og sæd i vandet. Sædcellen støder ind i æggene og kombineres til dannelse af larver. Larverne driver på strømmen som mælkebøttesporer på vinden, indtil de hviler, forhåbentlig på et gæstfri sted, der passer til deres meget specifikke behov - dvs. en udluftning.

Det er her tingene bliver interessante:Det viser sig, at disse larver er født med masser af energi. Ikke rambunctious-toddler energi, men lagret energi i form af lipider. Faktisk, de har nok af tingene til at holde i 40 dage.

Men stadig, inden for den 40-dages tildeling, hvordan kommer disse larver fra punkt A til punkt B? Forskere måtte være kreative, fordi det ikke er nogen spøg at prøve at holde styr på tusinder af mikroskopiske pletter i dybhavets mørke. De startede med at bygge computermodeller af strømme og derefter frigive virtuelle larver i disse strømme. Når de havde nogle interessante resultater, de dumpede en harmløs, sporbar kemisk forbindelse nær en udluftning og så, hvad der skete.

De opdagede hurtigt, at strømmen omkring en udluftning kan bære de kommende rørorme langs de midterste havrygge, hvor der findes ventilationsåbninger. Selvom strømmen hvirvler og afviger fra kurs, de kan stadig svinge tilbage og slippe deres passagerer i gæstfri udluftningsområde, hvor de heldigvis kan vokse til fuld tubormorm voksenlivet [kilde:Villano].

Udluftningens mysterier

Historisk set hvordan kunne rørorm og deres andre udluftningskolleger have spredt sig til ventilationsåbninger, der var mere radikalt isoleret fra hinanden? Det viser sig, der kan være nogle praktiske trædesten mellem ventilationsåbninger, der er mere spredt.

Har du nogensinde fanget dig selv og spekuleret på, at hvad sker der med hvaler når de dør? Godt, det viser sig, at der er noget, der kaldes et "hvalfald, "som refererer til en død hval, der synker ned til bunden af ​​havet. Der, det bliver mad. En masse mad. De mikrober, der stikker ind i hvalens bløde væv, producerer hydrogensulfid. Lyder det bekendt? Det er det, disse udluftningsbakterier elsker at hygge sig med. Og bakterierne lever gerne i symbiotisk lyksalighed med rørorm. Faktisk, undersøgelser har vist, at hvalfald har 10 arter til fælles med ventilationsåbninger [kilde:Shank]. To af dem er miniatureversioner af de gigantiske udluftningsrørorme, som de er i familie med. Disse små orme lever også symbiotisk med bakterier, og det ser ud til, at de har udviklet sig sammen med hvaler i løbet af de sidste 40 millioner år [kilde:MBARI].

En anden springbræt for kemosyntetisk dybhavsfauna som rørorm kan være noget, der kaldes "siver". Disse er områder i lavere farvande, hvor metan og hydrogensulfid siver ud fra havbunden, understøtter en række forskellige kemosyntetiske arter. Rørormene, der lever ved siver, er ikke de samme som dem, der klynger sig omkring ventilationsåbninger, men de deler nok til fælles for at få nogle forskere til at teoretisere, at arter kunne vandre frem og tilbage mellem siver og udluftninger.

I de sidste par århundreder har endnu et springbræt er blevet indført:skibsvrag. Efterhånden som træet fra gamle skibsvrag forfalder, det producerer de kemiske næringsstoffer, som marine bakterier kræver.

Taget sammen, hval falder, siver og skibsvrag kan hjælpe med at forklare, hvordan dybhavsbønder som rørorm overlever og spreder sig over de store havområder.

Masser mere information

Forfatterens note:Sådan fungerer Volcano Vent Tubeworms

Jeg vil indrømme, at indtil jeg undersøgte denne artikel, har jeg aldrig tænkt på rørorm igen. Nu hvor jeg har givet dem et sekund, tredje og fjerde tanke, Jeg er fascineret. Der er noget underligt betryggende ved eksistensen af ​​skabninger, der kan leve uden sollys og under knusende pres, mens de trives med kemiske forbindelser, der ville være giftige for de fleste organismer. Kom robotten/zombie/atom-/miljøapokalypsen, når alt liv på Jorden ser ud til at være udslettet, disse rørorme og deres ligner vil stadig være dernede og nyde den underlige verden af ​​dybhavsventiler, der er uvidende om vores travails topside.

relaterede artikler

• Ved vi virkelig mere om rummet end det dybe hav?
• Sådan fungerer havstrømme
• Sådan fungerer udlændinge
• Udforskning af Ocean Abyss
• Sådan fungerer ubåde

Flere store links

• Woods Hole Oceanographic Institution
• Monterey Bay Aquarium Research Institute
• Hav og Himmel
• Venture Deep Ocean

Kilder

• Monterey Bay Aquarium Research Institute. "Hvalskroget giver knoglesluende orme." MBARI Presserum. 29. juli kl. 2015. (22. juni, 2015) http://www.mbari.org/news/news_releases/2004/whalefall.html
• Nevala, Amy. "Bosætter sig på havbunden." Oceanus Magazine. 8. juli kl. 2005. (18. juni, 2015) http://www.whoi.edu/oceanus/viewArticle.do?id=5367
• Skaft, Timothy. "The Evolutionary Puzzle of Seafloor Life." Oceanus Magazine. 22. marts 2004. (18. juni, 2015) http://www.whoi.edu/oceanus/viewArticle.do?id=2505
• Stover, Daggry. "Skabninger af de termiske ventilationsåbninger." Smithsonian. (11. juni kl. 2015) http://seawifs.gsfc.nasa.gov/OCEAN_PLANET/HTML/ps_vents.html
• Trivedi, Bijal P. "Giant Tubeworms Probed for Clues to Survival." National Geographic i dag. 28. oktober kl. 2002. (11. juni, 2015) http://news.nationalgeographic.com/news/2002/10/1028_021028_TVtubeworm.html
• Villano, Matt. "De mystiske bevægelser af dybhavslarver." Oceanus Magazine. 31. december kl. 2009. (20. juni, 2015) http://www.whoi.edu/oceanus/feature/the-mysterious-movements-of-deep-sea-larvae