Μια φωτογραφία που τραβήχτηκε από το Alvin, μια επανδρωμένη υποβρύχια έρευνα, που συλλέγει πυρήνες ιζημάτων στον ωκεάνιο βυθό του Dorado Outcrop το 2014. Πηγή: NSF OCE 1130146 και το National Deep Subsergence Facility
Σε ένα κεφάλαιο της Οδύσσειας του Ομήρου, ο Οδυσσέας κατευθύνεται στον υπόκοσμο και χρησιμοποιεί τελετουργίες που κάνουν νεκρομάντες για να αναζωπυρώσουν τους νεκρούς - για να ζητήσουν τα πνεύματα του Άδη να τον βοηθήσουν να βρει το σπίτι του. Αντανακλώντας αυτή την ιστορία από την αρχαιότητα, σήμερα οι επιστήμονες ερευνούν τα βάθη των θαλασσών αναζητώντας απαντήσεις σχετικά με τη νεκρόμαζα - υπολείμματα νεκρών οργανισμών που έχουν αποσυντεθεί - και τις δυνατότητές της να παράγουν ενέργεια που διατηρεί τη ζωή για τους μικροοργανισμούς που έχουν ταφεί στα ιζήματα του θαλασσινού νερού, ένα φαινόμενο που είναι κακώς κατανοητό. Χωρίς το φως και την ενέργεια, τα μικρόβια κάτω από το βυθό βασίζονται σε αρχαία οργανικά υλικά για να επιβιώσουν.
Σε μια νέα μελέτη, οι Bradley et al. εξέτασαν τους πληθυσμούς μικροβίων που ζουν στα ιζήματα στα οποία βρίσκεται η Γύρη του Νότιου Ειρηνικού (SPG), μια τεράστια έκταση ωκεανών μεταξύ Αυστραλίας και Νότιας Αμερικής. Μικροοργανισμοί, που έχουν κατακρημνιστεί σε στρώματα ιζήματος στο θαλασσινό νερό, πιθανότατα κυριαρχούνται από ετερότροφα, οργανισμούς που δεν μπορούν να φτιάξουν το δικό τους φαγητό και πρέπει να καταναλώσουν τα υπολείμματα άλλων ζωντανών πραγμάτων για να επιβιώσουν - όπως και οι άνθρωποι, οι ετερότροφοι, βασίζονται σε φυτά και ζώα για φαγητό.
Η SPG είναι η πιο ολιγοτροφική περιοχή των ωκεανών στη Γη, που σημαίνει ότι είναι πτωχή σε θρεπτικά συστατικά αλλά πλούσια σε διαλυμένο οξυγόνο. Χωρίς το φως και λίγα θρεπτικά συστατικά που διατίθενται σε αυτά, οι ετερότροφοι οργανισμοί σε αυτό το περιβάλλον τροφοδοτούν συχνά την ενέργεια που παράγεται από την οξείδωση των υπολειμμάτων νεκρών κυττάρων και άλλων οργανικών υλικών. Όπως όλα τα ζωντανά πράγματα, αυτοί οι οργανισμοί χρησιμοποιούν ενέργεια με ρυθμό που ικανοποιεί τη ζήτηση των αναγκών τους. Ωστόσο, οι εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις οργανικών υλικών στα ιζήματα του SPG περιορίζουν σοβαρά τους ρυθμούς αναπνοής των ετερότροπων οργανισμών που βρίσκονται εκεί, πράγμα που σημαίνει ότι αυτή η περιοχή του θαλασσινού νερού περιέχει συγκριτικά περισσότερο διαλυμένο οξυγόνο από ό, τι αλλού.
Αναλύοντας δείγματα ιζημάτων από το SPG και εφαρμόζοντας ένα μαθηματικό μοντέλο, η ομάδα διαπίστωσε ότι η οξείδωση της νεκρόμαζας που παράγεται στα ανώτερα 3 μέτρα των ιζημάτων παράγει μόνο 0,02% της συνολικής ζήτησης της μικροβιακής κοινότητας σε αυτό το στρώμα. Αυτός ο αριθμός συνέχισε να μειώνεται καθώς οι επιστήμονες έβλεπαν βαθύτερα στο ίζημα, όπου οι μικροβιακοί πληθυσμοί είναι πολύ πιο αραιωμένοι. Από την άλλη πλευρά, η ομάδα διαπίστωσε ότι η οξείδωση του αλλόχθονου υλικού (αρχαίο οργανικό υλικό που έχει ταφεί στα ιζήματα), καθώς και το υδρογόνο, φαίνεται να έχει πολύ μεγαλύτερο αντίκτυπο στην παροχή που απαιτείται από το μικροβιακό κοινότητα.
Σε στρώματα ιζήματος ηλικίας μικρότερης των 10.000 ετών, η οξειδωμένη νεκρόμαζα πληρούσε το 13% ή λιγότερο των αναγκών των μικροβιακών κοινοτήτων. Σε παλαιότερα στρώματα, η συμβολή του ήταν ασήμαντη.
Αυτή η μελέτη φωτίζει ένα από τα πιο δυσνόητα περιβάλλοντα της φύσης - βαθιά κάτω από το θαλασσινό νερό - και εντοπίζει τις βασικές πηγές ενέργειας που υποστηρίζουν τη ζωή σε ολόκληρα οικοσυστήματα όπως αυτά τα παγκοσμίως επεκτατικά αλλά εξαιρετικά εξωστρεφή ενδιαιτήματα.
Γεωδίφης
Πηγή-Journal of Geophysical Research: Biogeosciences,
Σε μια νέα μελέτη, οι Bradley et al. εξέτασαν τους πληθυσμούς μικροβίων που ζουν στα ιζήματα στα οποία βρίσκεται η Γύρη του Νότιου Ειρηνικού (SPG), μια τεράστια έκταση ωκεανών μεταξύ Αυστραλίας και Νότιας Αμερικής. Μικροοργανισμοί, που έχουν κατακρημνιστεί σε στρώματα ιζήματος στο θαλασσινό νερό, πιθανότατα κυριαρχούνται από ετερότροφα, οργανισμούς που δεν μπορούν να φτιάξουν το δικό τους φαγητό και πρέπει να καταναλώσουν τα υπολείμματα άλλων ζωντανών πραγμάτων για να επιβιώσουν - όπως και οι άνθρωποι, οι ετερότροφοι, βασίζονται σε φυτά και ζώα για φαγητό.
Η SPG είναι η πιο ολιγοτροφική περιοχή των ωκεανών στη Γη, που σημαίνει ότι είναι πτωχή σε θρεπτικά συστατικά αλλά πλούσια σε διαλυμένο οξυγόνο. Χωρίς το φως και λίγα θρεπτικά συστατικά που διατίθενται σε αυτά, οι ετερότροφοι οργανισμοί σε αυτό το περιβάλλον τροφοδοτούν συχνά την ενέργεια που παράγεται από την οξείδωση των υπολειμμάτων νεκρών κυττάρων και άλλων οργανικών υλικών. Όπως όλα τα ζωντανά πράγματα, αυτοί οι οργανισμοί χρησιμοποιούν ενέργεια με ρυθμό που ικανοποιεί τη ζήτηση των αναγκών τους. Ωστόσο, οι εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις οργανικών υλικών στα ιζήματα του SPG περιορίζουν σοβαρά τους ρυθμούς αναπνοής των ετερότροπων οργανισμών που βρίσκονται εκεί, πράγμα που σημαίνει ότι αυτή η περιοχή του θαλασσινού νερού περιέχει συγκριτικά περισσότερο διαλυμένο οξυγόνο από ό, τι αλλού.
Αναλύοντας δείγματα ιζημάτων από το SPG και εφαρμόζοντας ένα μαθηματικό μοντέλο, η ομάδα διαπίστωσε ότι η οξείδωση της νεκρόμαζας που παράγεται στα ανώτερα 3 μέτρα των ιζημάτων παράγει μόνο 0,02% της συνολικής ζήτησης της μικροβιακής κοινότητας σε αυτό το στρώμα. Αυτός ο αριθμός συνέχισε να μειώνεται καθώς οι επιστήμονες έβλεπαν βαθύτερα στο ίζημα, όπου οι μικροβιακοί πληθυσμοί είναι πολύ πιο αραιωμένοι. Από την άλλη πλευρά, η ομάδα διαπίστωσε ότι η οξείδωση του αλλόχθονου υλικού (αρχαίο οργανικό υλικό που έχει ταφεί στα ιζήματα), καθώς και το υδρογόνο, φαίνεται να έχει πολύ μεγαλύτερο αντίκτυπο στην παροχή που απαιτείται από το μικροβιακό κοινότητα.
Σε στρώματα ιζήματος ηλικίας μικρότερης των 10.000 ετών, η οξειδωμένη νεκρόμαζα πληρούσε το 13% ή λιγότερο των αναγκών των μικροβιακών κοινοτήτων. Σε παλαιότερα στρώματα, η συμβολή του ήταν ασήμαντη.
Αυτή η μελέτη φωτίζει ένα από τα πιο δυσνόητα περιβάλλοντα της φύσης - βαθιά κάτω από το θαλασσινό νερό - και εντοπίζει τις βασικές πηγές ενέργειας που υποστηρίζουν τη ζωή σε ολόκληρα οικοσυστήματα όπως αυτά τα παγκοσμίως επεκτατικά αλλά εξαιρετικά εξωστρεφή ενδιαιτήματα.
Γεωδίφης
Πηγή-Journal of Geophysical Research: Biogeosciences,
RSS Feed
