Ny undersøgelse udfordrer den fremherskende teori om, hvordan dybhavsventiler koloniseres

En artikel, der netop er offentliggjort i Procedurer fra Royal Society B beskriver to bemærkelsesværdigt forskellige hydrotermiske udluftningsfelter opdaget i den sydlige Californiske Golf. På trods af at de er relativt tæt sammen, disse ventilationsåbninger er vært for meget forskellige dyresamfund. Dette fund modsiger en almindelig videnskabelig antagelse om, at nabosteder vil dele lignende dyresamfund. I stedet, det nye papir antyder, at lokal geologi og kemien i udluftningsvæsker er vigtige faktorer, der påvirker udluftningssamfund.

I 2012, forskere fra Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) brugte undersøiske robotter til at opdage et nyt hydrotermisk udluftningsfelt langs Alarcón Rise i den sydlige ende af Californienbugten. Fortsætter indsatsen i 2015, de opdagede et sekund, meget anderledes udluftningsfelt i Pescadero -bassinet, kun 75 kilometer mod nord.

Anført af MBARI -forskere, forskningen involverede forskere fra Mexico, Canada, Rusland, og Tyskland. Ved udarbejdelsen af ​​det seneste papir, de analyserede indsamlede organismer og videoundersøgelser for at bestemme fællesskabssammensætning. De udførte også DNA-analyser af vandprøver for at identificere larver fra udluftningsdyr og stabil-isotopanalyse for at vurdere fødevareforsyninger på hvert udluftningsfelt.

Forskerne sammenlignede dyrene, der lever på udluftningsfelterne Alarcón og Pescadero Basin, med dem, der findes i Guaymas -bassinet, 400 kilometer mod nord, og om stigningen i det østlige Stillehav, cirka 300 kilometer mod syd. Forskerne fandt ud af, at trods deres nærhed, udluftningsfelterne Alarcón og Pescadero understøtter radikalt forskellige dyresamfund, deler kun syv ud af 61 dyrearter.

Dette fund modsiger en almindelig videnskabelig antagelse om, at tilstødende naturtyper vil dele lignende dyresamfund. I stedet, resultaterne tyder på, at lokal geologi og kemi af udluftningsvæskerne spiller dominerende roller i strukturen af ​​dyresamfundene. Resultaterne er relevante for at vurdere de mulige økologiske virkninger af minedrift på havbunden - forskere skal redegøre for den unikke egenskab ved lokal geologi og kemi og ikke antage, at en fælles forsyning af dyrelarver vil kolonisere og genoprette tilstødende levesteder.

Hovedforfatter Shana Goffredi, en MBARI -adjunkt og lektor ved Occidental College, forklaret, "Ligesom menneskelige byer, samfundet, der dannes i et bestemt område, afhænger ikke kun af, hvem der ankommer til dette sted, men også om de underliggende ressourcer er egnede til deres succes. Variation i disse ressourcer, uanset om det er fysisk eller kemisk bidrager meget til regionens mangfoldighed, hvilket er vigtigt for samfundets stabilitet. "

Selvom naboer, udluftningsfelterne Alarcón Rise og Pescadero Basin er geologisk meget forskellige. Havbunden langs Alarcón Rise er dækket af unge, frisk lava, og væskerne, der spytter ud af ventilationsåbningerne, er meget varme (op til 360 grader Celsius) og rige på metalsulfider, der danner mørke, smuldrende skorstene kendt som "sorte rygere". Dyr ved Alarcón -stigningen ligner steder længere sydpå (næsten 300 kilometer) ved den østlige Stillehavsstigning.

I Pescadero -bassinet, imidlertid, hydrotermiske udluftningsvæsker passerer gennem tykke lag af havbundsmudder. Når den varme hydrotermiske væske strømmer gennem dette mudder, det "koger" organisk materiale, dannelse af metan (naturgas) og olielignende carbonhydrider. Ventilationsåbningerne i Pescadero -bassinet indeholder meget lidt sulfid, og de overophedede væsker producerer kæmpe, lyse, carbonat skorstene stribet med mørke, olieagtige kulbrinter.

De fleste af de dyr, der findes ved Pescadero -ventilationsåbninger, er orme, og mange arter er nye for videnskaben. De dominerende rørorme (slægten Oasisia) er ikke almindelige andre steder i Golfen. Overraskende, to tredjedele af Pescadero -udluftningsdyrene findes ikke ved ventilationsåbninger mod nord og syd.

I de sidste to årtier har havbiologer har forsøgt at dokumentere, hvordan havbundens dyr formår at sprede sig fra et diskret hydrotermisk udluftningshabitat til et andet. Størstedelen af ​​udluftningsdyr frigiver mikroskopiske larver, der transporteres af havstrømme. Hvis nogle af disse larver overlever længe nok til at nå en anden hydrotermisk udluftning, de kan slå sig ned på havbunden, vokse til voksne, og kolonisere en ny udluftning.

Denne koloniseringsteori fik udluftningsbiologer til at antage, at nærliggende udluftningsfelter skulle rumme lignende dyresamfund. Imidlertid, det nye papir viser, at larver fra en udluftning muligvis ikke med succes koloniserer en tilstødende udluftning. MBARI-forsker Shannon Johnson brugte DNA-sekvensering med høj kapacitet til at identificere larver opsamlet fra vandet omkring ventilationsåbningerne. Hendes resultater viste, at larver fra andre steder kan nå Pescadero -bassinet, men de herskende geologiske og kemiske forhold udelukker tilsyneladende deres bosættelse og vækst der.

Forskerne konkluderer, at mange faktorer påvirker sammensætningen af ​​de dyresamfund, der findes ved bestemte ventilationsåbninger. Vanddybde, havbundens geologi, temperatur og kemi af udluftningsvæskerne, og larvernes evne fra andre ventilationsåbninger til at kolonisere stedet spiller alle roller. I betragtning af udviklingen af ​​bestræbelser på at udvinde dybhavs hydrotermiske udluftningsfelter til ædle metaller, forskerne, der er involveret i denne forskning, tyder på, at bevarere og forvaltningsagenturer er nødt til at overveje en bredere vifte af faktorer i deres bestræbelser på at forudsige miljøpåvirkninger og modstandskraft i berørte samfund.