Редкие бактерии, живущие в черных курильщиках Срединно-Атлантического хребта, очень ждут глобального потепления. Океанологи выяснили, что прошлые изменения окружающей среды позволяли им быстро захватывать доминирующее положение в своих экосистемах.
Живые организмы, обитающие в океане на большой глубине рядом с гидротермальными источниками, давно привлекают ученых. Эти необычные экосистемы служат прекрасной моделью для изучения самых первых древних форм жизни. Например, глубоководные гидротермальные источники, или черные курильщики, находятся в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов. Из-за близкого залегания магмы над жерлами поднимаются мощные струи горячей воды, насыщенной углекислотой. Черный цвет курильщикам придают сульфиды, сульфаты и окислы металлов.
Потерянный город
Сравнительно недавно, в 2000 году, ученые обнаружили в Атлантике целый комплекс гидротермальных источников совсем другого типа. Комплекс назвали «Гидротермальные поля Потерянный город» (Lost City Hydrothermal Field). Действительно, огромное количество гигантских известняковых колонн, достигающих высоты 60 м, напоминает затонувший город.
Американские ученые вместе с доктором Уильямом Бразелтоном (William J. Brazelton) из Университета Вашингтона уже несколько лет изучают состав сообществ бактерий Потерянного города.
Поля Lost City находятся в Атлантическом океане на расстоянии 15 км к западу от Срединно-Атлантического хребта на глубине 750 м. Эти поля существенно отличаются от черных курильщиков и своим происхождением, и составом. По словам ученых, если черные курильщики живут не больше 300 лет, то известняковые образования потерянного города датируются 30 000-летним возрастом. Как говорит доктор Бразелтон, отложения карбоната кальция образуются при взаимодействии горячей (90°С) воды, которая поднимается из жерла (основания колонны), с окружающей холодной водой.
Теплолюбивые захватчики
«Известняковые колонны покрыты целым слоем бактерий, они формируют особую пленку на их поверхности. Мы реконструировали состав бактерий, живущих на поверхности четырех колонн за период последних 1200 лет», -- пишут авторы работы. С помощью генетического анализа ученые смогли определить видовую принадлежность этих бактерий. И доктор Бразелтон пришел к выводу: видовой состав бактерий известняковых колонн за последние 1200 лет постоянно менялся. Причем изменения имели циклический характер. Бактерии Methanosarcinales, которые в определенное время встречались очень редко, в периоды изменений, происходящих в окружающей их среде, начинали преобладать. За несколько лет они становились абсолютными доминантами сообществ. Но когда условия стабилизировались, редкие виды опять уходили на вторые, едва заметные роли. Ученые считают, что Methanosarcinales смогли так себя вести благодаря уникальной генетической памяти. То есть, по словам доктора Бразелтона, они способны адаптироваться к самым разнообразным условиям. Как только условия едва заметно начинают меняться, например повышается или понижается температура, включаются гены, запускающие механизмы, позволяющие бактериям адаптироваться к новым условиям. Через определенный промежуток времени, когда условия стабилизируются, эти гены приостанавливают свою работу и выключаются в ожидании следующего цикла перемен.
