Lidská fantazie zalidňuje oceán nejrůznějšími nestvůrami a čím dále do hlubin, tím větší a hroznější se zdají. Ve skutečnosti je vše přesně naopak: musíte hledat příšery na dně. Téměř veškerý mořský život je soustředěn blízko hladiny vody a nejnebezpečnější tvorové včetně žraloků a jedovatých medúz se zdržují právě tam. Sluneční záření ani teplo nepronikají do velkých hloubek a tlak zde dokáže srovnat i jadernou ponorku.
Zde samozřejmě můžete najít osamělého vorvaně, který se potápí za obří chobotnicí, ale většina mořského dna je mrtvá, jako nejmrtvější poušť země. Vzácný místní život je přerušen tím, co padá shora, od malých kousků organické hmoty až po mrtvého vorvaně, který prohrál boj s chobotnicí.
Dva prvky
Takovou pustinu, neživou a temnou, osvětlenou pouze silnými světlomety, objevil oceánograf Robert Ballard a jeho kolegové, kteří se v roce 1977 ponořili do hloubky asi 2 km v těžkém batyskafu Alvin. Geology zajímalo místo setkání dvou živlů, „horké místo“ vulkanismu na dně poblíž Galapágských ostrovů.
V této oblasti dochází k pomalé divergenci tektonických desek zemské kůry, která je pod oceány poměrně tenká. Mezerou mezi nimi stoupá horké magma. Prvky se spojují: horké horniny Země interagují s vodou, zahřívají ji na 350–400 °C a nasycují ji sirovodíkem, oxidem uhličitým a solemi železa. Minerály, které se vysrážejí z chladící vody, se hromadí v celých pohořích. Tak vznikají středooceánské hřbety. Obklopují Zemi a táhnou se podél dna Tichého, Atlantského a Indického oceánu; hřebeny dosahují celkové délky více než 60 tisíc km.
Z těchto podmořských hor tu a tam tryskají horké proudy vody – hydrotermální prameny, černé od minerálů, porostlé mnohametrovými sloupy minerálních ložisek. Senzory nainstalované na ponorce Alvin, takoví „černí kuřáci“ si všimli náhlého zvýšení teploty. “Na palubě byla kamera, ale neviděli jsme, co zaznamenává,” řekl Robert Ballard o tomto historickém ponoru v roce 1977. “A když jsme se vynořili, vyvolali film a porovnali výsledný snímek s údaji o teplotě, nevěřili jsme vlastním očím.”
Byl to život, pestrý a pestrý, obývající extrémní výklenky „černých kuřáků“ a zcela odlišný od našeho pohodlného světa. Průsvitní raci připomínající zkameněliny, střapatí bílí krabi, jasně červení a bílí červi dlouzí jako člověk. “Byl to skutečný Disneyland,” vzpomínal Robert Ballard.
Přečtěte si také
Žádná ústa
V oáze „černých kuřáků“, která se táhla až k obzoru, se hemžil zvláštní život. Když batyskaf Alvin se dotkl dna, jeho mnohatunová hmota rozdrtila celé „houštiny“ obřích červů. Záběry pořízené v tu chvíli ukazují, jak je podvodní vozidlo zahaleno do oblaku šarlatové krve. “Krev začne téct, jakmile je říznete,” řekl Ballard v rozhovoru. “Ale první, čeho si všimneš, když se jich dotkneš, je ten hrozný smrad.”
Voda u „černých kuřáků“ je nasycená sirovodíkem, extrémně toxickou látkou, která páchne jako zkažená vejce. Tkáně obřích červů jsou také nasyceny sirovodíkem, včetně krve, která je šarlatová kvůli hojnosti hemoglobinu. Podle Ballarda tato zvířata na řezu připomínají hovězí maso: tělo je špatně strukturované, není zde ani vidět trávicí kanál, jako by prokrvení bylo jedinou činností v jejich životě.
Stejně jako ostatní pogonoforní mořští červi jsou pokryti tvrdou chitinovou schránkou, ze které vykukují jako velké živé trubičky rtěnky. Biolog Meredith Jones, který zkoumal vzorky přinesené ze dna, nazval podivné červy riftworms. Opravdu nenašel žádná střeva, dokonce ani ústa nebo řitní otvor. Ukázalo se, že místo toho většinu dlouhého těla riftie zabírá speciální vyživovací orgán – trofosom, naplněný masou krystalů síry.
Pro vědce zůstalo záhadou, co to všechno znamená a jak tito červi nezemřeli hlady, dokud zooložka Colleen Cavanaughová neuslyšela Jonesovu zprávu. Když si všimla, že voda „černých kuřáků“ je nasycená toxickým sirovodíkem, navrhla, že trofosom dokáže zpracovat jed, přeměnit ho na relativně bezpečné sloučeniny a generovat energii. Bakterie, které červa živí a žijí v jeho těle jako symbionti, jsou schopny provést takovou přeměnu.
Přečtěte si také
DUSHANBE, 22. září – Sputnik. Čínští vědci rozluštili genom paprskoploutvé ryby, která žije v nejhlubším místě Světového oceánu – Marianském příkopu, píše RIA Novosti.
Aby vydržela tlak stokrát vyšší než atmosférický tlak a úplnou absenci světla, její tělo prošlo během poměrně krátké doby několika vážnými změnami na genetické úrovni.
Nedávné expedice ukázaly, že v této propasti žije a dokonce prosperuje mnoho tvorů.
Legenda o platýsu
Hlubokomořské příkopy byly prozkoumány (a mnohé objeveny) na počátku 1950. let sovětským plavidlem Vityaz a dánskou Galateou.
Nejhlubším místem na planetě je Challenger Deep v Marianském příkopu. Dosud lví podíl odtamtud získaných informací patří expedicím před více než půl stoletím.
V roce 1960 se švýcarský batyskaf Trieste poprvé potopil na dno Challenger Deep.
„Přímo pod námi leželo něco, co vypadalo jako plochá ryba, připomínající platýse. Nahoře měla dvě kulaté oči. Pohybovala se po dně v hlenu a vodě a zmizela v noci,“ tak barvitě popsal své dojmy oceánograf Jean Picard, pilot z Terstu.
Vědci o tomto důkazu okamžitě pochybovali, zvláště když na palubě nebyly žádné kamery. Novinářům se však podoba „ploché ryby Terstu“ velmi líbila a uchvacovali s ní představivost široké veřejnosti po mnoho desetiletí. Dokonce i někteří profesoři byli uvedeni v omyl.
Legenda o platýsích se znovu vynořila v roce 2012 díky riskantnímu podniku režiséra Jamese Camerona, třetího člověka na světě, který viděl dno Challenger Deep z hlubinné ponorky.
12 PROSINEC 2018, 13: 00
Sám Cameron, stejně jako účastníci předchozích výprav, tam ploché ryby nezaznamenal. Japonci, Američané a Číňané, kteří na dně Mariánského příkopu nastražili pasti, je nenašli. A druhý pilot v Terstu Don Walsh následně mluvil o tom, co viděl, méně sebevědomě.
V článku z roku 2012 anglický oceánograf z University of Aberdeen Alan Jamison konečně vyvrátil mýtus o „ploché rybě z Terstu“.
Za prvé, je s jistotou známo, že skuteční platýs, jako jsou rejnoci a platýs, žijí v mělkých vodách.
Zadruhé, je nepravděpodobné, že by ponorka přistála přímo na rybě: podle statistik pastí se s hloubkou prodlužuje průměrný čas, kdy k nim dorazí první ryba, a dosahuje deseti hodin při téměř 11 kilometrech. Terst zůstal na dně 20 minut a neměl žádné pasti s návnadou.
Hlavním argumentem proti je příliš velký hydrostatický tlak. Zřejmě to znemožňuje život ryb v hloubkách větších než 8,5 kilometru. Ale abyste mohli existovat i na této úrovni, jak se ukázalo, musíte výrazně změnit své tělo.
Pseudoliparis zaznamenává rekord
Za nejhlubší byly dlouho považovány chybné ryby z třídy paprskoploutvých. Jejich druh, Holcomycteronus profundissimus, byl chycen ze vzdálenosti šesti kilometrů.
8. října 2018, 20:00
V 1970. letech 8370. století rekord překonala hlubinná brotula (Abyssobrotula galatheae) ze stejné čeledi, ulovená v oceánském příkopu Portorika ve výšce kolem XNUMX metrů. O tom však pochyboval i již zmíněný Jamison.
Podle registru ryb existuje 17 exemplářů tohoto druhu brotuly, z nichž pouze dva byly získány ve velkých hloubkách, takže je možná chyba a nejhlubší tvor z obratlovců musí být ještě objeven.
Mezitím je za rekordmana považován mořský plzák Mariana Pseudoliparis swirei. V roce 2013 ho chytili čínští vědci při zkušebním sestupu batyskafu do hloubky sedmi kilometrů. V roce 2017 Američané vychovali několik desítek těchto ryb z hloubky 8178 metrů.
Jedná se o malé rybky dlouhé až 28 centimetrů, jejichž hmotnost nepřesahuje 200 gramů. Mají průhlednou kůži pokrytou hlenem, přes kterou jsou vidět vnitřní orgány, a dvě malá černá očka na hlavě. Jsou zcela slepé a nereagují na osvětlené pasti.
Tento druh pseudoliparis je na vrcholu potravního řetězce hlubokomořské části Mariánského příkopu, nemá nepřátele a potravy je dostatek, protože na dně je mnoho korýšů.
Pseudoliparis doprovází v hloubce několik druhů ryb z čeledí úhorů, ploštic a dlouhoocasých.
Vědci objevili hlubokomořské mutace
Přibývá důkazů, že organismus musí být speciálně uzpůsoben k životu ve velkých hloubkách – bez světla, v mrazu. Nejnovější metody výzkumu genomu zde vědcům umožnily poodhrnout roušku tajemství.
Například se ukázalo, že množství trimethylaminoxidu, jednoduché organické sloučeniny, která pomáhá buňce neztrácet tvar a vyrovnávat se s vnějším tlakem, roste s hloubkou v tkáních kostnatých ryb. Takové látky se nazývají osmolyty.
Existují také důkazy, že buněčné proteiny ztrácejí svůj tvar kvůli vysokému tlaku, a to je pro živé bytosti smrtelné. To znamená, že musí existovat mechanismus, který tomu zabrání. Tak se objevila hypotéza o piesolitech – rozpustných látkách, které drží tvar bílkovin nebo je dokonce znovu skládají, pokud se zhroutí.
V nedávném článku v Nature představili čínští vědci výsledky dešifrování genomu Mariana pseudoliparis a porovnali jej s genomem běžného Tanaka liparis. Tyto dva druhy se rozcházely přibližně před 20 miliony let.
18. září 2019, 16:19
Genofond hlubinných ryb se ukázal být rozmanitější a jejich populace se dramaticky rozšířila asi před 55 tisíci lety. Samotný genom je o 22 % větší než genom Tanaka liparis a obsahuje méně mutací.
Jedním z hlavních rysů je nízká rychlost metabolismu pseudoliparis, žijí doslova pomalu. Jejich samice produkují méně vajíček, ale jsou větší.
U Mariana pseudoliparis není osifikována celá kostra, z větší části je tvořena chrupavkou. To je pravděpodobně způsobeno mutací genu Gla, která předčasně zastaví kalcifikaci kostí.
Ukázalo se, že ryby ztratily několik důležitých fotoreceptorů. Nerozlišují barvy a nezachycují světlo. Ztratili gen pigmentace mc1r, proto jsou bezbarví – barvení je pro ně nyní zbytečné.
Několik mutací jim pomohlo zlepšit metabolismus mastných kyselin. Bylo zjištěno, že Pseudoliparis má 15 kopií genu acaa1, který reguluje syntézu kyseliny dokosahexaenové, jedné z omega-3 mastných kyselin. Existují mutace v genech tfa a slc29a3, které jsou zodpovědné za přenos iontů a roztoků z buňky. To vše jasně směřuje k tomu, aby byly lipidové membrány buněk pružnější a propustnější.
Je možné, že některé mutace v Pseudoliparis zvyšují syntézu trimethylaminoxidu ve tkáních, aby se zachoval tvar proteinů. Vědci objevili další podivný rozdíl – změna aminokyseliny nastala v genu hsp90 a ve velmi konzervativní oblasti, která se u lidí, myší a dokonce i kvasinek nemění. Tento gen je zodpovědný za syntézu vysokomolekulárního chaperonu, který se zase podílí na skládání více než dvou stovek proteinů důležitých pro buněčné procesy. Co tato mutace dělá, zatím není známo.
Autoři práce poznamenávají, že Mariana pseudoliparis se musela během několika milionů let přizpůsobit novým životním podmínkám. Toto je krátké časové období pro evoluci obratlovců.
Naše nové stanoviště?
Mariánský příkop je obýván mnoha druhy bezobratlých živočichů, bakterií, hub a virů. V hloubce přes pět kilometrů tam žijí například mořské hvězdice druhu Freyastera benthophila.
Čínští vědci rozluštili genom ve svých mitochondriích – jde o kruhovou DNA složenou pouze z pár desítek genů. Ale v každé buňce těla je mnoho jeho kopií.
Obecně se zdálo, že je podobný mitogenomu jiných mořských hvězd, s některými výjimkami, které stále čekají na vysvětlení.
Studován byl také mitogen amfipodů, drobného korýše vyrostlého z hloubky téměř 11 kilometrů. Tento druh se objevil před 109 miliony let a vyvíjel se pomalu. Během jeho života v hloubce bylo v jeho mitochondriálním genu objeveno jen několik znaků, stejně jako u jiných hlubinných druhů (zejména zcela odlišné uspořádání genů v DNA).
Další objev: na dně Challenger Deep byla objevena kolonie bakterií požírající uhlovodíky. Navíc hustota jejich osídlení je tam větší než kdekoli jinde na Zemi. Jedná se o organismy rodů Oleibacter, Thalassolituus a Alcanivorax. Jsou také na povrchu a také se živí uhlovodíky.
Otázkou je, odkud se organická hmota v takové hloubce bere. Vědci se domnívají, že se neusadil z povrchu, ale byl produkován nějakou jinou skupinou hlubokomořských mikroorganismů, které věda dosud nezná.
Mariánský příkop vznikl v důsledku tektonických procesů. V tomto bodě se velká tichomořská deska zemské kůry „noří“ pod malou Marianskou desku a tvoří prohlubeň dlouhou 2550 kilometrů a širokou 70 kilometrů. Je zde velmi vysoká seizmicita a zdroje potravy a životní podmínky se výrazně liší od mělčích zón. Ani se neví, jestli tam jsou roční období.
O Světovém oceánu víme velmi málo a jeho hlubokomořské části se ve skutečnosti teprve začaly zkoumat. Ale přišel čas to udělat aktivněji, vzhledem k tomu, že v budoucnu hrozí globální oteplování a povrch může být za pár století příliš horký.
