北冰洋底部,在永久海冰之下,并不是一个适合生命生存的地方。
那里寒冷黑暗,营养物质和植被稀疏。 预计任何能够在这些条件下勉强生存的生命在地面上也会同样稀少。
因此,科学家们非常惊讶地发现,在北冰洋中部中层深处的不活跃火山海山上,存在着大量繁荣而密集的海绵。
“在朗赛斯海岭的死火山海山顶部,我们发现了巨大的海绵花园,但不知道它们以什么为食,”海洋生物学家 Antje Boetius 说德国亥姆霍兹极地和海洋研究中心阿尔弗雷德韦格纳研究所的教授。
海绵花园(此类群落)对于海洋生态系统非常重要。 它们为其他生物提供栖息地,并有助于其栖息水域的营养循环。 作为滤食性动物,它们的饮食多种多样,群落善于利用自己栖息地中的一切资源。
然而,在朗塞斯岭,似乎没有太多可开发的地方。 显然,一些侦查工作是有序进行的。 一组研究人员着手进行冰下海底测绘和生物量采样,以识别海绵物种并弄清楚它们吃什么。
答案又是一个惊喜。
“我们的分析表明,海绵具有能够利用旧有机物的微生物共生体,”特蕾莎·摩根蒂解释道德国马克斯·普朗克海洋微生物学研究所的教授。
“这使得它们能够以以前、现已灭绝的海山居民的残余物为食,例如由蛋白质、甲壳质和其他被困碎屑组成的蠕虫管。”
海绵是非常简单但成功的生命形式。 他们没有肌肉,没有神经,没有器官。 然而,它们确实有一个特征可以帮助它们适应并在如此广泛的环境中生存:就像我们一样,它们依赖微生物组的帮助,但程度更大。
在它们的多孔体内,存在着不同的微生物群落,例如细菌、微藻和古细菌。高达 40%海绵的体积可以是共生微生物。
这些微生物可以通过光合作用、固氮、排泄物处理或抗生素生产等机制,对宿主的新陈代谢做出相当大的贡献,而宿主自身无法做到这些。 事实证明,北极海绵的情况也是如此。
兰塞斯岭花园中的大多数海绵都是所谓的细菌海绵,其中微生物种群中很大一部分由细菌组成。
大多数都属于该属乔迪亚,平均年龄约为 300 年(对于海绵来说并不罕见)。 事实证明,栖息在这些海绵中的细菌是它们奇怪饮食的关键。
曾几何时,几千年前,那些火山海山是活跃的。 即使在黑暗、寒冷的水域中,这样的热液区域也有利于生态系统的繁荣。
火山化学物质注入水中,以及温暖,支持基于化学合成的食物网——利用化学反应获取能量,而不是光合作用中使用的阳光。
当海山死亡和冷却时,依赖它们的生态系统也随之消失,留下了它们的遗骸。 然而,在海洋中却很少,被浪费了,甚至是已灭绝生物的遗骸。 哪里有资源,哪里就会出现利基市场。
“微生物拥有适合这个栖息地的工具箱,”海洋微生物学家 Ute Hentschel 说德国 GEOMAR 亥姆霍兹海洋研究中心的研究员。
“微生物具有消化难熔颗粒和溶解有机物的基因,并将其用作碳源和氮源,以及许多可用的化学能源。”
这是一个奇妙而奇特的生态系统,展示了生命即使在最困难的情况下也能为自己开辟一席之地的另一种方式。困难的地方。
“这是一个独特的生态系统。我们以前在北极中部高海拔地区从未见过类似的情况。”博伊修斯 说。
“在研究区域,上覆水中的初级生产力只提供了海绵碳需求的不到百分之一。因此,这个海绵花园可能是一个短暂的生态系统,但它物种丰富,包括软珊瑚。”
但是,研究人员指出,这一发现也凸显了在不适合人类居住的栖息地中,我们可能不知道多少生物多样性。
在北极这样的地方,在气候变化的可怕威胁研究小组表示,了解生物多样性对于保护生物多样性至关重要。
该研究发表于自然通讯。