Какой была бы жизнь в мире без солнечного света? Тысячи видов эволюционировали на дне океана, на глубинах и при температурах, при которых ни один человек не смог бы выжить. Эти морские существа всю свою жизнь обходятся без солнечного света. Некоторые из них микроскопически малы, в то время как другие печально известны своими гигантскими размерами. Дно океана — странное, но невероятное место, которое может многому научить нас о том, как формировалась жизнь на Земле и какой могла бы быть жизнь в других мирах.
Дно океана: Странный мир
С поверхности океан может показаться плоским водным пространством, но под волнами скрывается динамичный мир. География океанского дна столь же сложна и разнообразна, как и география суши. Существует несколько типов форм рельефа, встречающихся под водой, начиная от неглубоких континентальных шельфов и заканчивая океанскими впадинами, достигающими более 9144 метра ниже уровня моря.
Большинство особенностей океанского дна не видны с поверхности. Люди в основном взаимодействуют с пляжами, береговыми линиями и вершинами подводных гор и вулканов. Мало кто отваживается заходить дальше краев континентальных шельфов.
Морская флора и фауна чаще всего встречается и на этих больших глубинах. Ближе к поверхности океаническая жизнь имеет больший доступ к естественному свету, на который полагаются многие виды, особенно растительная жизнь. Это создает идеальные условия для естественных пищевых цепочек, подобных тем, что встречаются на суше.
Морские глубины начинаются с “сумеречной зоны”, океанских просторов глубиной от 200 до 1000 метров. На этой глубине жизнь получает очень мало солнечного света, хотя некоторые лучи все же пробиваются наружу. В сумеречной зоне не просто темно – на этой глубине температура чрезвычайно низкая, а давление воды становится все более высоким.
Забираясь еще глубже, “полуночная зона” простирается от 1000 до 3900 метров под поверхностью. Солнечный свет не проникает на такую глубину, создавая мир, полностью погруженный в темноту. Область, еще более глубокая, чем полуночная зона, известна как Бездна, которая примерно охватывает местность глубиной от 3900 метров до дна океана.
Океанические впадины иногда считаются отдельной уникальной категорией. Самой глубокой впадиной в мире является Марианская впадина в Тихом океане, глубина которой, по оценкам ученых, составляет 10934 метров. Этот конкретный район также известен как “Глубина Челленджера”.
Жизнь на дне океана
Недостаток солнечного света не мешает зарождению жизни. Дно океана — геологически динамичное место. Такие особенности, как трещины и гидротермальные источники, могут обеспечить питательными веществами жизнь под водой, куда не проникает солнечный свет. На самом деле, по оценкам ученых, 25% всей жизни на Земле обитает в глубинах океана, но 91% этих видов остаются неоткрытыми.
Жизнь на дне океана развивается совсем иначе, чем жизнь вблизи поверхности океана. Высокое давление и низкие температуры создают необычную среду для протекания эволюции. Это означает, что различные признаки выгодны для глубоководной жизни по сравнению с надводной. Например, многие морские организмы, обитающие в сумеречной зоне, являются беспозвоночными, такими как головоногие моллюски, группа животных, включающая кальмаров и осьминогов.
Одним из известных примеров глубоководной жизни является гигантский кальмар, длина которого может превышать 12 метров. Эти огромные кальмары обитают в океанских районах сумеречной зоны по всему миру. Они долгое время были одним из основных сюжетов научной фантастики из-за своих необычайно гигантских размеров. Колоссальные кальмары — еще более крупные родственники гигантских кальмаров, достигающие длины более 15 метров. Однако они чрезвычайно редки, поэтому о них так мало известно.
Глубоководный гигантизм
Оба этих кальмара являются примерами явления, известного как глубоководный гигантизм. Несмотря на сильное давление в сотни атмосфер в морских глубинах, многие виды способны разрастаться до огромных размеров. Эта тенденция особенно распространена среди беспозвоночных, таких как головоногие моллюски, такие как гигантский кальмар.
Ученые полагают, что чрезвычайно низкие температуры на дне океана делают гигантские размеры выгодными для морской флоры и фауны. Более крупные животные могут двигаться более эффективно и замедлять метаболические процессы, что полезно, когда пищу трудно найти, например, на дне океана. Отсутствие более агрессивных хищников, таких как люди, также может играть определенную роль в глубоководном гигантизме, особенно у видов, которые вообще не двигаются, таких как гигантские губки.
Биолюминесценция: Освещение океанского дна
Еще одной чертой, обычно встречающейся у глубоководных обитателей, является биолюминесценция. В то время как солнечный свет может не достигать морских глубин, многие существа способны создавать свой собственный свет. Биолюминесценция возникает в результате химических реакций, которые создают видимое излучение. Люциферин — это химическое соединение, ответственное за создание света, но для фактического создания светоизлучающей реакции необходим фотопротеин или люцифераза.
Существа с биолюминесцентными свойствами способны естественным образом создавать эти химические соединения в своих телах. Они могут использовать естественный свет, чтобы заманить добычу, сбить с толку хищников или общаться друг с другом.
Одним из самых известных видов биолюминесцентных животных является рыба-удильщик. Это семейство жутковато выглядящих рыб, наиболее известных благодаря биолюминесцентной приманке, которая растет у них из головы и используется для привлечения добычи. Рыба-удильщик, как известно, появилась в фильме Pixar «В поисках Немо», хотя такие рыбы, как Марлин и Дори, не смогли бы выжить в полуночной зоне, где обитают рыбы-удильщики.
Сходство с другими планетами и лунами
Исследование океанского дна важно по целому ряду причин. Здесь не только хранятся ценные ресурсы, но и обитает бесчисленное множество видов, ожидающих своего открытия в морских глубинах. Эта неоткрытая морская флора и фауна интересна по чисто научным причинам, но также может дать представление о новых методах лечения и исследованиях в области охраны природы.
Океанское дно также может дать нам представление о том, какой могла бы быть жизнь в других мирах. Вода является одним из важнейших факторов в развитии жизни на Земле. Итак, ученые часто начинают с поиска воды, когда ищут признаки жизни за пределами нашей планеты. Жизнь на дне океана могла бы продемонстрировать, как может развиваться жизнь в водных мирах.
Ученые полагают, что в нашей Солнечной системе есть две луны, на которых может существовать инопланетная жизнь: Европа, спутник Юпитера, и Энцелад, спутник Сатурна. Обе луны покрыты ледяной коркой, под которой предположительно находится жидкая вода. Фактически, зонды, проходящие мимо Энцелада, даже взяли пробы пробивающихся сквозь лед струй жидкой воды, содержащих органические молекулы.
Оба этих предполагаемых океанических мира имеют поразительное сходство с глубоководными океанами Земли. Жизнь на Европе или Энцеладе не видела бы солнечного света. Все питательные вещества будут получены из подводных гидротермальных источников или подповерхностных жерл. Эти трещины обеспечивали бы тепло и элементы, жизненно важные для эволюции жизни. Глубоководная жизнь на Земле также развивается при необычных давлениях, что может пролить свет на то, как гравитация влияет на развитие океанской жизни.
Изучение жизни на дне океана Земли может помочь нам понять, как могла бы развиваться жизнь на таких мирах, как Европа и Энцелад. Это дает ученым некоторые основополагающие знания о том, чего ожидать и на что обращать внимание при поиске признаков жизни в этих чужеродных водных мирах.
Это очень интересно, на самом деле, океаны занимают более 70% поверхности Земли, но их исследовано менее чем на 5%. Многие области океанов до сих пор остаются неизведанными, и многие виды животных и растений в океанах еще не были открыты и описаны.