⬆️ Часть 2
Правильным ответом является конечно тот, который про источники газа (хотя я лично голосовал за водяного ослика).
Кости разлагаясь выделяют химические соединения, являющихся газами (при стандартных условиях, конечно же) например метан, сероводород и аммиак. Но не всегда, а только когда оказываются на дне. У позвонка с фото этот этап по-видимому в прошлом, а вот у деревьев, возможно – в будущем. То есть в местах скопления деревяшек и костей формируется во-первых своя довольно агрессивная для обычных морских организмов химическая среда, а во-вторых свои экосистемы, которые умеют использовать энергию химических связей этих газов для получения энергии. Напомню, что обычно растения фиксируют энергию солнца в виде сложных органических соединений, и в дальнейшем эта энергия передаётся от организма к организму (ну то есть от жертвы к хищнику) именно в виде органики.
Здесь же используется альтернативный солнцу первичный источник энергии.
⬇️ #длясправки

⬆️ Часть 3
Наверное все слышали про «чёрных курильщиков» – места где вулканические газы выходят из земных недр прямо в море, и, наверное слышали про то, что в них живут странные организмы, и оттуда постоянно описывают новые виды. По сути экосистемы чёрных курильщиков используют те же самые источники энергии (газы то есть), что и организмы, предпочитающие деревяшки и китовые кости. За счёт этого и обитатели всех этих сообществ часто бывают одними и теми же (по крайней мере на уровне родов) и все вместе сильно отличаются от обычных донных организмов.
⬇️ #длясправки

⬆️ Часть 4
Про то откуда на дне столько леса и про улиток, его заселяющих и ещё улиток из «чёрных курильщиков» и газовых месторождений как-нибудь в другой раз. А пока стоит задуматься – откуда в тундре могли взяться кости кита, если киты, как кое-кто догадался, там не живут 🧐
⬇️ #длясправки

⬆️ Часть 5
Ну и фото геотермальной зоны в Исландии. Если залить водой, то получится нормальный такой чёрный (или белый с зеленоватым оттенком) курильщик
#длясправки

В Сибири растёт много деревьев и эти деревья иногда падают в великие сибирские реки, например в Енисей и Лену. Эти реки выносят стволы деревьев в океан, а в океане стволы вместе с Трансполярным дрейфовым потоком через районы, прилегающие к Северному полюсу направляются в сторону Гренландии и Исландии. (Красивая анимация этого течения есть в Википедии https://en.wikipedia.org/wiki/File:Transpolar_Drift.ogv ). Именно Сибирский лес, выносимый морем традиционно использовали гренландские эскимосы для хозяйственных нужд.

Часть деревьев при этом тонет и образует на дне большие скопления с агрессивной средой и специфичными обитателями. Такие скопления известны из Гренландского моря, то есть там где поток заканчивается. Это довольно южный и сравнительно простой для исследования район. Что касается более северных (и восточных) регионов, то тут информации значительно меньше. Во многом – потому что технически сложно доставать донные пробы из-под ледовой шапки. А в немногом – потому что в этом районе нет активной добычи полезных ископаемых или рыбного промысла, которые часто служат драйверами для исследований.

Тем не менее совершенно случайно в бездонных коллекциях Зоологического института РАН нам удалось найти сначала одну-едиснтвенную, а потом и ещё вторую-единственную улитку, которые можут говорить о наличии в Центральном Арктическом бассейне на склоне хребта Ломоносова, недалеко от Восточно-Сибирского моря «лесных» экосистем. Подробнее об этом уже писали например тут – https://spbu.ru/news-events/novosti/uchenye-spbgu-obnaruzhili-v-arktike-redkuyu-ulitku-pitayushchuyusya-drevesinoy
⬇️ #Арктика #хемосинтез

⬆️ Часть 2
Вот, кстати, история про улитку засветилась (с 15-ой минуты, если что) и в выпуске подкаста Голый Землекоп - возможно самого популярного русскоязычного подкаста о науке
⬇️ #хемосинтез #арктика

В новом выпуске человек с удочкой приехал из Москвы в Лондон, аспирантка из Мурманска волновалась перед докладом, профессор в Копенгагене листала твиттер, а новозеландские студенты отсмотрели сотни часов подводного видео. Это рассказ о том, как в неожиданных местах делаются случайные открытия, которые меняют наши знания о мире.

Такие вещи происходят всё время, и мы взяли только несколько открытий, опубликованных в последние недели. Гости подкаста – люди, которые заметили то, чего не заметили другие и отвергли очевидные объяснения. Их открытия – о космополитичных ихтиозаврах и провинциальных московских диплодоках, глубоководных морских сообществах в Арктике и грибах, живущих на многоножках в Аппалачах, о холодном новозеландском рифе, который быстро делается тропическим, а главное о том, как важно не верить догмам и смотреть на вещи непредвзято.


Web
Apple Podcasts
Google Podcasts
Overcast
Pocket Casts
Castro
Castbox
Radio Public
RSS
Yandex Music
Spotify

⬆️ Часть 3
А так как у меня нет красивых фотографий подводных брёвен, посмотрите хотя бы на те, что остаются лежать на берегах дальты реки Лена. Фото из статьи https://gchron.copernicus.org/articles/3/171/2021/
⬇️

⬆️ Часть 4
В прошлом посте я писал я писал, что всего было найдено две улитки, которые свидетельствуют о наличии в открытом Арктическом бассейне сообществ, основанных на мёртвой древесине и толком про них ничего не рассказал, хотя для самых любопытных и оставил ссылки.
Так вот, в одном случае это была Leptogyra bujniitzkii – мелкая (4-5 мм) улитонька, известная только по двум экземплярам из одного-единственного места, того самого, где предположительно находится предположительное хемосинтетическое сообщество, основанное на мёртвой древесине. Всего было найдено лишь два экземпляра и оба - в 1937 году. Сейчас до нас дошли только раковины и препараты радул (это что-то вроде зубов). Поэтому мы не знаем, где обитает этот вид, но знаем что все представители этого рода живут в хемосинтетических местообитаниях.
⬇️ #хемосинтез #Арктика

⬆️ Часть 5
А вот и второй и ещё более мелкий (2-3 мм) вид улитки - Skenea profunda, происходит из той же самой пробы (это не совпадение: я специально пересматривал все доступные сборы из этой пробы и всех соседних, чтобы найти дополнительное подтверждение гипотезе о лесе). Она относится к виду известному из сообществ затопленного сибирского леса в Атлантическом океане. То есть это уже точно не случайность, а вполне себе индикатор хемосинтетических сообществ на дне океана. Этого вида была найдено уже несколько экземпляров и у некоторых из них сохранились тела.
⬇️ #хемосинтез #Арктика

⬆️ Часть 6
Анантомия улиток Skenea довольно проста и даёт очень мало информации об их образе жизни, пожалуй за единственным исключением - пищеварительной системы. Дело в том, что эти маленькие животные не являются специфичными потребителями какого-либо одного вида еды. Они собирают вкусняшки со дна, часто захватывая и куски субстрата на котором вкусняшка жила. Поэтому есть, пусть и очень небольшая, но ненулевая вероятность того, что содержимое кишечника улиток, будет содержать что-то необычное (например древесные волокна). Поэтому кишка и без того маленькой улитки была выпотрошена, а её содержимое изучено при помощи сканирующего электронного микроскопа.

А чтобы получить побольше информации, в дополнение к получению обычного изображения, мы попробовали определить элементный состав кусков из моллюска энергодисперсионной спектроскопией. Последнее – это такой хитрый метод, когда мы сначала облучаем объект потоком отличных высокоэнергетических электронов, а потом по тому как они отражаются или поглащаются, пытаемся понять из чего объект сделан (у каждого элемента эти характеристики будут отличаться).
⬇️ #хемосинтез #Арктика

⬆️ Часть 7
Визуально видна обычная бесструктурная масса с высоким содержанием кремния (то есть это глина и песок), но попадались также и плохо оформленные пластинки, состоящие из кальция (я обвёл регионы их высокой концентрации). С одной стороны это может говорить, о том что улитка жила вовсе не на древесине, а на костях кита (я не специалист по китам, но не уверен что они – частые гости в этих местах), а с другой - это может быть переотложенный кальций из самой раковины улитки (что бывает с ними из-за неправильного хранения) или кальций, возникший в месте обитания улитки в ходе каких-то других химических процессов. В общем вместо ответа получена серия новых вопросов и нужно пытаться изобрести новый подход к их решению.
⬇️ #хемосинтез #Арктика

⬆️ Часть 8
Вообще вдумайтесь - для того, чтобы узнать какая среда обитания и какие экосистемы находятся на огромной глубине под вечными льдами Арктики, мы, не жалея электронов, пытаемся определить элементный состав испражнений крошечной улитки, и это, по сути, чуть ли не единственный источник информации об этом месте.

Почему нельзя просто узнать есть ли там древесина и не гадать по улиткам? Дело в том, что во-первых, все обстоятельства сбора этой единственной пробы неизвестны. То есть мы знаем координаты и глубину но не более того. Почему так случилось - повод для отдельного и длинного поста. Во-вторых наличие подходящей среды обитания не говорит ничего о наличии там подходящего сообщества. Как я уже писал раньше обмен фаунами между хемоситентическими экосистемами затруднён, потому что они – всего лишь островки среди фоновых сообществ. То есть вполне возможно, что великолепная хемосинтетическая среда обитания будет практически пустовать, и лишь иногда по ней будут обретаться единичные и наиболее выносливые виды из окружающего мира. Такие примеры тоже есть в большом количестве. В общем – наличие подходящих абиотических условий для обитания организма вообще не говорит, о том что организм там будет жить.

#хемосинтез #Арктика

Вчера у случилось два радостных события: во-первых я закончил свой челендж, суть которого была сделать пять тысяч отжиманий за минимальный срок, а во-вторых вышла большая статья, одна из серии, над которой я работаю последние два года. Пока нет официального пресс-релиза, я немного расскажу о ней здесь.
Сама статья, кстати, вот – https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967064522001497

Это исследование про улиток, обитающих в хемосинтетических сообществах Берингова моря, но на этот раз уже не в затопленном лесу, а в метановых сипах и чёрных курильщиках. Всего в этом море известно два таких района (соответсвенно один сиповый, один – гидротермальный) и оба были впервые полноценно исследованы экспедициями на судне Академик Лаврентьев, которое принадлежит Национальному научному центру морской биологии во Владивостоке. После долго разборки этот материал попал ко мне, в питерскую лабораторию где не менее долго и тщательно изучался (и ещё будет).
⬇️ #хемосинтез #Арктика #пацифика

⬆️ Часть 2
На всякий случай напомню: гидротермальная зона, это место, где из земли выходит и тепло и вулканические газы; холодные сипы - выходы только газов, причём, как правило не вулканического происхождения. В нашем случае мы исследовали фауну в районе выходов метана у потенциального газоконденсатного месторождения. То есть газ ищут там в том числе и по ракушкам моллюсков, характерным для таких моллюсков. На фото, сделанном британским подводным роботом Comanche-18, во время экспедиции в Берингово море как раз один из изученных сипов. Газ непосредственно выходит в местах, где есть белый налёт, похожий на снег. Только это не снег, а колонии бактерий.
⬇️ #хемосинтез #Арктика #пацифика

⬆️ Часть 3
Оба района являются самыми северными в Тихом океане и одними из самых северных в мире экосистем своего типа, заселённых специфичной фауной. В общей сложности в обоих районах мы нашли 26 видов, по крайней мере, шесть из них – новые для науки, только один из которых мы успели описать, над остальными ещё работаем. Кроме того, пять видов являются новыми для фауны Берингова моря и/или Тихого океана.

Вот, кстати таблица с видовым составом по станциям. Просто обратите внимание, что несмотря на большие усилия нескольких супер квалифицированных специалистов из нескольких институтов, далеко не всех удалось точно определить (напоминаю, что у правильно и точно определённой улитки всегда два слова в названии и отсутствуют сокращения типа “sp.” или “cf.”). Это реальность работы с плохо изученными фаунами, где вероятность найти новый вид примерно равна, а иногда и больше, чем встретить уже описанный.
⬇️ #хемосинтез #Арктика #пацифика

⬆️ Часть 4
Вот два графика. На них по вертикальной оси число видов, а по горизонтальной – число собранных экземпляров улиток. Зачем они нужны и что могут сказать исследователю?
Красная линия первого графика меняет своё направление: если начале она резко устремляется ввысь, то потом становится почти горизонтальной. Это значит, что в самом начале исследования, когда мы ничего не знаем о фауне региона, почти каждый вновь собранный экземпляр относится к новому виду, но потом нам всё чаще и чаще начинают попадаться уже известные виды, к которым относились и предыдущие улитки.
⬇️ #хемосинтез #Арктика #Пацифика

⬆️ Часть 5
Это, примерно, как не глядя доставать конфеты из пакета, с миксом разных вкусов - сначала новые вкусы будут попадаться чаще, но потом, поскольку их число ограничено, они начнут повторяться. Когда новые вкусы перестанут попадаться вовсе можно будет сделать вывод о том, что ничего нового в этом пакете нет. Примерно такой же логикой мы руководствуемся и при изучении биологического разнообразия. Поэтому когда кривая становиться практически горизонтальной, мы делаем вывод о том, что мы знаем почти всё о видах, которые живут в каком-то сообществе. Но только почти – на практике всегда остаётся вероятность, то что какой-то очень редкий вид в наше поле зрения не попал, поэтому кривая никогда не становится полностью горизонтальной.

На втором графике красная линия только устремляется вверх, но никак не хочет становиться горизонтальной. Это говорит о том, что видов в этом сообществе гораздо больше и чтобы всех их найти нужны дополнительные исследования.

Эти графики – один из важных результатов исследования сообществ улиток Берингова моря (о нём смотри в предыдущей серии постов). Первый график построен для гидротермальной зоны вулкана Пийпа, где было собрано много экземпляров (377), но все они относились к девяти видам, а второй – для метановых сипов, где было мало экземпляров (53), но зато видов нашлось в два раза больше (18).
То есть на подводном вулкане очень высокая плотность одинаковых моллюсков, это примерно как заросли крапивы на пустыре – они очень густые, но представлены по сути одним видом. Сипы больше напоминают полянку в лесу – там растёт много видов растений, но они не образуют таких густых и высоких (и колючих ещё 😣) зарослей, как крапива.

Первый тип разнообразия маркирует сообщества, находящиеся в «стрессовых» условиях, например трансформированных действием человека, либо просто экстремальных для данной группы организмов. То есть там обитают только те, кто смог приспособиться к стрессовым факторам, таких всегда меньше. Зато вся среда обитания в их распоряжении и они легко подавляют чахлых конкурентов из числа менее адаптированных видов. Действительно обитать в гидротермальной зоне гораздо тяжелее, чем в районах выхода метана.

С другой стороны другие «метановые» экосистемы как правило не похожи на «фоновые» (где нет никаких возможностей для хемосинтеза), и условия обитания там всё равно специфические, требующие адаптаций. Но ни одного вида «специальных» хемосинтетических улиток мы там не нашли (в отличие от гидротерм вулкана Пийпа, где их несколько). Вероятно, свою роль тут играет невозможность заселения сипов адаптированными к ним улитками. Метановые сипы находятся в северной мелководной части Берингова моря, обмен специализированными фаунами как с Тихим, так и с Северным Ледовитым океанами в силу географического положения там может быть затруднён. К тому же вообще нет уверенности что Арктика хотя бы в теории может выступать «донором» такой фауны, потому что её там пока не находили. Поэтому сиповые районы и заселены обычными видами, которые обитают в округе и в отсутствии конкуренции вполне комфортно существовать, правда в ограниченных количествах.

Пока это всё неточно, сейчас мы заняты проверкой возможностей обмена фауной между разнымы хемосинтетическими экосистемами Тихого океана, чтобы понять кто из видов когда и куда мог заселиться. Сейчас самый эффективный метод для этого – сравнение генов у разных родственных улиток. Но об этом когда-нибудь потом.
⬇️ #хемосинтез #Арктика #Пацифика