Mexicos Yucatan-halvø afslører et kryptisk metandrevet økosystem i oversvømmede huler

I de underjordiske floder og oversvømmede huler på Mexicos Yucatan-halvø, hvor Maya-lore beskrev en fantastisk underverden, videnskabsmænd har fundet en kryptisk verden i sig selv. Her, metan og bakterierne, der lever af det, danner lynchpinden i et økosystem, der ligner det, der er blevet fundet i dybe havkolde siver og nogle søer, ifølge nyere forskning fra Texas A&M University i Galveston, U.S. Geological Survey og et team af samarbejdspartnere fra Mexico, Holland, Schweiz og andre amerikanske institutioner.

Forskningen, udført af videnskabsmænd, der er uddannet i huledykning ud over deres øvrige ekspertise, er den mest detaljerede økologiske undersøgelse nogensinde for et kysthuleøkosystem, der altid er under vandet. Faktisk, forskerne skulle bruge teknikker, som tidligere var blevet brugt af dybhavsfartøjer, for at kunne studere miljøet.

"Muligheden for at arbejde med et internationalt team af eksperter har været en bemærkelsesværdig oplevelse for mig, " sagde David Brankovits, som er papirets hovedforfatter og udførte forskningen under sin ph.d. studier på TAMUG. "At finde ud af, at metan og andre former for for det meste usynligt opløst organisk materiale er grundlaget for fødenettet i disse huler, forklarer, hvorfor huletilpassede dyr er i stand til at trives i vandsøjlen i et habitat uden synlige beviser for føde."

Undersøgelsen blev udført i Ox Bel Ha-hulenetværket i det nordøstlige Yucatan, som beskrives som en underjordisk flodmunding, fordi de oversvømmede hulepassager indeholder distinkte vandlag bestående af ferskvand fodret med nedbør og saltvand fra kysthavet. Dette underjordiske flodmundingskompleks dækker et område, der er omtrent på størrelse med Galveston Bay, den syvende største overflademunding i USA.

Ferskvandsdelen af ​​hulerne og synkehullerne, som bruges til at få adgang til hulerne og lokalt kaldes cenoter, er vigtige kilder til ferskvand for samfund i hele Yucatan. Metan i hulerne dannes naturligt under junglebunden og migrerer nedad, dybere ned i vandet og hulerne. Normalt, al den metan, der dannes i jorden, vandrer opad, mod atmosfæren.

Dette sætter scenen for de bakterier og andre mikrober, der danner grundlaget for hulens økosystem. Mikroberne spiser både metanen i vandet og andet opløst organisk materiale, som ferskvandet bragte med sig fra overfladen. Mikroberne brænder derefter et fødenet, der er domineret af krebsdyr, herunder en huletilpasset rejeart, der får omkring 21 procent af sin næring fra metan.

"De processer, vi undersøger i disse lagdelte grundvandssystemer, er analoge med, hvad der sker i det globale hav, især i iltminimumszoner, hvor deoxygenering er en voksende bekymring, " siger John Pohlman, en medforfatter til undersøgelsen og en USGS biogeokemiker, hvis arbejde fra begyndelsen af ​​90'erne motiverede forskningen. "Selvom adgang til disse systemer kræver specialiseret træning og streng overholdelse af huledykkersikkerhedsprotokoller, i forhold til kompleksiteten af ​​en oceanografisk ekspedition, de feltprogrammer, vi organiserer, er enkle og økonomiske."

Et overraskende fund var, hvor vigtigt det opløste organiske materiale som metan var for hulernes fødenet. Tidligere undersøgelser havde antaget, at størstedelen af ​​det organiske materiale, der nærer mikroberne i huler, kom fra vegetation og andet affald i den tropiske skov, der skyllede ind i hulerne fra cenoterne.

Imidlertid, dybt inde i hulerne, hvor undersøgelsen er udført, der er meget lidt af det overfladeaffald, så mikroberne er afhængige af metan og de andre opløste organiske stoffer, der siver nedad gennem hulernes loft.

Tom Iliffe, en professor i Marine Biologisk Afdeling ved TAMUG, som har studeret biodiversiteten, evolution og bevarelse af marine huledyr i næsten 40 år, bemærkninger, "At levere en model for den grundlæggende funktion af dette globalt distribuerede økosystem er et vigtigt bidrag til kystgrundvandsøkologien og etablerer en baseline for evaluering af, hvordan havniveauet stiger, turistudvikling ved havet og andre stressfaktorer vil påvirke levedygtigheden af ​​disse lysløse, madfattige systemer."