Океан-океан, кто в тебе живёт?

В бездонных темнотах океанских глубин, скрытых от человеческого глаза, обитают существа, напоминающие монстров из кошмаров Лавкрафта. Вот рыба-призрак, чьё тело настолько прозрачно, что через него видны бьющееся сердце и пищевод. А вот глубоководный кальмар со светящимися, как два фонарика в темноте, глазами, который притягивает свою добычу в ледяные объятия смерти. Эти существа не просто выживают в экстремальных условиях; они процветают там, где давление так велико, что может раздавить сталь.

Погрузимся в неизведанные абиссальные глубины, чтобы рассказать о самых необычных и загадочных организмах.

Новый термин для интеллектуальной беседы с друзьями! Абиссальные глубины — это часть океана, которая находится на глубине от 2000 до 6000 метров под поверхностью моря. Эта зона характеризуется чрезвычайно высоким давлением, низкой температурой и полным отсутствием естественного света. Организмы, обитающие в абиссальных глубинах, приспособлены к жёстким условиям и часто приобретают уникальные (и ужасные) адаптации, необходимые для выживания. Например, способность светиться, или прозрачные тела.

Корабль HMS Challenger вышел в плавание в декабре 1872 года. Это было начало научной океанографии. Экспедиция, продлившаяся четыре года, охватила почти 70 000 морских миль и исследовала глубины всех основных океанов, кроме Арктического.

Учёные собрали тысячи образцов морских организмов, многие из которых никогда не были знакомы человеческому глазу, и доказали существование жизни на глубине более 4500 метров.

Особое внимание в экспедиции уделили измерениям: температуры, плотности и химического состава морской воды, а также глубины океанов. Исследователи первыми начали использовать «современное» оборудование для глубоководных замеров — дредги, тралы и водолазные колокола. Эти инструменты позволили им собрать данные о морском дне и обитающих там организмах.

• Дредги — это специальные устройства, используемые для сбора образцов с морского дна. Они работают как большие сети или ловушки, которые буксируют по дну, пока те собирают грунт и организмы.

• Тралы — это вид сетей, которые также тянут за судном. Они предназначены для ловли более крупных образцов морской фауны и флоры, а также для изучения морских сред обитания.

• Водолазные колокола — это устройства, позволяющие водолазам работать на глубине в течение длительного времени. Переносные воздушные камеры, в которых водолазы могут находиться под давлением и дышать (почти) нормальным воздухом.

Материалы, собранные во время экспедиции «Челленджера», заложили фундамент для многих научных теорий о морских течениях и даже геологической структуре океанических бассейнов. Еще бы: публикация результатов исследований вышла в виде обширного 50-томного отчёта. И он до сих пор считается основополагающим трудом в области океанографии!

С тех пор технологии значительно шагнули вперёд, так что жертв среди исследователей стало меньше, а изучение глубин стало одной из самых высокотехнологичных отраслей.

Совершим небольшой экскурс в технологию?

Одним из первых современных шагов в этом направлении было использование батискафов — подводных аппаратов, способных выдерживать экстремальное давление на больших глубинах. Например, батискаф «Триест», который в 1960 году достиг дна Марианской впадины, самой глубокой точки мирового океана!

С развитием технологий на смену манёвренным батискафам пришли дистанционно управляемые подводные аппараты (ROV) и автономные подводные аппараты (AUV). ROV, такие как «Джейсон» и «Виктор 6000». Они оснащены камерами, сенсорами и инструментами для сбора образцов и данных. Эти устройства могут погружаться на глубины, недоступные для человека, и проводить исследования без риска для экипажа.

Одним из наиболее известных AUV является «Альвин», который использовался для исследования обломков «Титаника» и изучения гидротермальных источников. «Альвин» способен погружаться на глубину до 4500 метров и оснащен манипуляторами для работы с объектами на дне.

Важнейшую роль в исследованиях играют глубоководные камеры и гидролокаторы, которые позволяют картографировать дно океана и получать изображения объектов в высоком разрешении. Гидролокаторы, например, позволяют создавать подробные трёхмерные карты дна. Современные системы могут обнаруживать объекты размером с бейсбольный мяч на глубине нескольких километров. Так что эти технологии помогают учёным обнаруживать новые виды, исследовать подводные горы и вулканы, а также наблюдать за изменениями в морских экосистемах.

Если интересно, как развивалась эта отрасль, можно посмотреть материалы международных научных программ, таких как The Ocean Drilling Program (ODP) и её продолжения — Интегрированной программы океанского бурения (IODP).

А зачем оно нам надо?

Помимо научного интереса, эти технологии открывают новые возможности для биотехнологий, медицины и даже астробиологии. Да-да, ведь условия глубоководных экосистем часто сравнивают с экстремальными условиями других планет и спутников.

Вид глубоководных полихет (щетинковый червь) 13 сантиметров в длину. Обитают у гидротермальных источников на глубине до 2500 метров и способны выживать в экстремально высоких температурах, достигающих 80°C.

Это живое существо, пожалуй, второе по термоустойчивости на Земле после тихоходки. Ученые пытаются понять, как помпейские черви могут выдерживать такие экстремальные температуры, и изучают бактерии, которые образуют «шерстяное» покрытие на их спинах. Возможно, тоже хотят такую суперспособность, чтобы не растекаться по кровати при температуре 38.6°C.

Странные кальмары с огромными перистыми лопастями вместо обычных плавников и чрезвычайно (чрезвычайно!) длинными щупальцами в 4-8 метров. Впервые их зафиксировали еще в 1988 году, но до сих пор до конца не изучили. Почему? Во-первых, страшно... На самом деле, просто они живут очень глубоко — кальмара видели на глубине 6212 метров.

Не очень-то глубоководная, но удивительная. Недавние исследования показали, что эти акулы могут жить 250-500 лет. Вырастает длиной до 7 метров, но опасности для людей не представляет — слишком уж далеко живёт. Так что питается рыбой и иногда тюленями у берегов Канады.

Теперь мы знаем самого долгоживущего позвоночного на планете. Возможно, всё дело в зоне обитания — ледяные воды Северной Атлантики и Арктики действуют как холодильник.

Обитает в слое с минимальным содержанием кислорода в океане, куда практически не проникает свет, и предпочитает температуру от 2 до 6 градусов по Цельсию. Своё броское имя получил из-за угольно-чёрной кожи, перепонок и красных глаз. Кровь не пьёт, зато имеет пропорционально самые большие глаза среди всех животных в мире. Ну и светится, конечно. Его фоторецепторы, распределённые по поверхности тела, производят люминесцентные облака светящихся частиц.

Хорошо известный промысловый вид, встречающийся на глубине 13 — 2187 метров от Аляски до Сибири, Японии и Кореи. Помимо вкуса интересны тем, что их распространение указывает на изменения в морских экосистемах, вызванные климатическими сдвигами. В 1996 году их впервые заметили в Баренцевом море, но как они туда попали — неясно.

Это семейство плавающих глубоководных желе, которые из-за своей уникальной формы и прозрачности тела напоминают цветущую орхидею. Они используют биолюминесценцию для привлечения добычи и защиты от хищников.

Этот вид морского огурца имеет уникальную U-образную форму тела и приспособлен к жизни на дне океана. Питается детритом (остатки животных и растительных организмов) и микроорганизмами, которые собирает с помощью своих десяти мохнатых щупалец. Обитает на глубинах от 10 до 500 метров в холодных водах Арктики и северной Атлантики. Очень важное для экосистемы создание, поскольку перерабатывает органические вещества на морском дне.

Давайте сравним: похож на слонёнка из диснеевского мультика?

Может достигать до 20 см в длину, обитает на глубинах до 7000 метров (самый глубоководный из осьминогов!) в тропиках и умеренных водах. Имя своё получил из-за больших и похожих на уши плавников, которые необходимы для маневрирования среди подводных рельефов.

Эта небольшая рыба знаменита своей прозрачной головой, через которую видны внутренние органы, включая глаза, которые могут вращаться во все стороны. Бочкоглаз обитает на глубине от 600 до 800 метров, чаще всего висит почти неподвижно в воде на глубине, используя свои большие плавники для устойчивости, а глаза устремив наверх. В условиях низкой освещённости предполагается, что рыба обнаруживает добычу по силуэту.

Науке известна еще с 1939 года, но сфотографировали живой её только в 2004 году — при подъёме на поверхность тело не выдерживает разницы давления.

В переводе с латыни — пожиратель костей. 

Буквально вгрызается в кости мёртвых китов на глубине 2800 метров, чтобы добраться до заключённых в них липидов, а ещё используют специальные бактерии, чтобы разложить жир и белок, содержащиеся в костях. Зомби-черви не имеют желудка и питаются исключительно благодаря своим симбиотическим бактериям. Пока никто не испугался, напишем: размер у них всего от 2,5 до 7 см.

Глубоководные среды обитания представляют собой одни из самых экстремальных уголков Земли. Существа, обитающие там, должны были как-то приспособиться к низким температурам, высокому давлению и полному отсутствию света. Как у них это получилось?

Адаптация к высокому давлению

Организмы, обитающие на глубинах, подвергаются колоссальному гидростатическому давлению. Многие глубоководные существа имеют специализированные клеточные структуры, которые устойчивы к сжатию. Например, мембраны их клеток содержат особые жирные кислоты, которые сохраняют гибкость даже при огромном давлении.А ещё многие из них не имеют жёстких структур... то есть костей, чтобы не сломаться под давлением и ничего не повредить.

Адаптация к низким температурам

Холодные условия глубоководья требуют от животных способности поддерживать метаболическую активность при низких температурах. Многие из них вырабатывают антифризные белки, которые предотвращают замерзание клеточных жидкостей. Эти белки связываются с кристаллами льда, предотвращая рост и разрушение клеток.

Адаптация к темноте

В условиях полного отсутствия солнечного света у существ развилась биолюминесценция — способность светиться благодаря химическим реакциям внутри собственного тела. Эта способность используется для привлечения партнёров, отпугивания хищников или заманивания добычи. Например, глубоководные медузы и кальмары зачастую обладают органами, вырабатывающими свет. В одном из следующих материалов расскажем, как устроена люминесценция и биолюминесценция.

Пищеварительные стратегии

Пища на больших глубинах встречается редко, так что многие организмы адаптировались к спорадическому питанию. Некоторые развили способность длительное время обходиться без еды, используя замедленный метаболизм и способность накапливать питательные вещества. К примеру, глубоководные акулы могут использовать свою большую печень как запас энергии на «чёрный день».

Сенсорная адаптация

В отсутствие света, зрение у многих глубоководных видов редуцировано или полностью отсутствует. Взамен этому существа развили высокочувствительные органы для восприятия химических и физических изменений в воде. Например, глубоководные рыбы оснащены «линиями бокового чувства», позволяющими обнаруживать движения и вибрации, что критически важно для их выживания.

Всё это позволяет глубоководным существам не просто выживать, но и успешно размножаться в одной из самых враждебных сред, демонстрируя поразительную устойчивость и изобретательность. Очень мотивирующе, не правда ли? В конце концов, мы с вами тоже «вышли» из океана.