А как же все-таки питаются обычные погонофоры? Оказывается, аналогичным способом. В их организме имеется загадочный орган – замкнутый с обоих концов срединный канал. В клетках этого органа были найдены бактерии, окисляющие метан, и за счет полученной энергии синтезирующие органическое вещество. Оказывается, погонофоры живут только там, где существуют подводные месторождения нефти и газа, откуда в воду просачивается метан. Интересно, что те районы, в которых обитают немногие относительно мелководные виды погонофор, – это как раз те области, в которых уже ведется добыча нефти и газа или разведаны их запасы. Поэтому места обитания погонофор перспективны для поисков подводных залежей этих ископаемых.
И вестиментиферы, и погонофоры – автотрофные животные, или создающие органические вещества из неорганических в своем теле. В обычных наземных и водных сообществах органическое вещество образуется из неорганического фотоавтотрофами – растениями (а также цианобактериями) – в процессе фотосинтеза и далее мигрирует по пищевым цепям, пока не подвергнется распаду до неорганических веществ. Но для существования фотоавтотрофов необходим свет, а глубоководные существа живут в мире без солнца; энергия земной магмы заменяет им солнечную энергию. Они практически автономны – за исключением того, что используют растворенный в воде кислород, необходимый им для процесса окисления, а этот газ появился на нашей планете (и продолжает появляться) только в результате фотосинтеза. Интересно, что подвижные личинки и тех и других червей какое-то время питаются детритом, падающим «с неба». Они еще не несут в себе бактерий-симбионтов, причем юные вестиментиферы заражаются ими, поедая грунт, в тела же погонофор бактерии проникают через покровы.
Мало того, оказывается, в гидротермальных источниках некоторые животные могут использовать в качестве симбионтов и водородных бактерий, окисляющих молекулярный водород, – это двустворчатые моллюски батимодиолусы из источника Логачева (Срединно-Атлантический хребет). По расчетам исследователей, за счет аэробного окисления водорода 1 кг раствора из этого источника может дать в семь раз больше энергии, чем при окислении метана, и в 18 раз больше, чем при окислении сероводорода.
В тех гидротермальных сообществах, где живут вестиментиферы, они исполняют роль своего рода леса, где с удобствами обитают различные животные. Среди нескольких сот видов, населяющих гидротермальные оазисы, есть и другие, помимо погонофор и вестиментифер, организмы, которые культивируют внутри себя хемосинтезирующие бактерии. Это, например, крупные двустворчатые моллюски из родов калиптогена и те же батимодиолусы, у которых симбиотические бактерии живут в жабрах. У помпейского червя, который во множестве встречается в горячем грунте рядом с курильщиками, хемосинтетические бактерии живут не внутри тела, а на наружных покровах, через которые выделяемая ими органика частично всасывается внутрь. При этом червь также отфильтровывает и заглатывает бактерии из придонных слоев воды. Несколько лет назад в гидротермальном оазисе близ берегов Коста-Рики нашли мохнатого краба, которого назвали краб йети или кива пушистый. Все его ножки покрыты беловатым мехом из длинных перистых щетинок, особенно густым на длинных клешнях, – такими, наверное, должны быть руки снежного человека. Сидя на дне, крабы плавно водят волосатыми «руками» из стороны в сторону, словно в танце. На кончиках щетинок обнаружили пучки нитчатых бактерий с белыми гранулами внутри клеток; так выглядят серные бактерии. Размахивая клешнями, животные вентилируют свои бактериальные «плантации». Этими бактериями они и питаются. Для сбора «урожая» у крабов йети на коротких ротовых придатках есть специальное приспособление – густая гребенка, которой они счесывают комки бактерий с волосатых клешней и отправляют в рот. Так люди клюкву собирают.
Вестиментиферы служат пищей многим живым организмам. На поселениях рифтий живут крабы битогрэи, которые питаются, откусывая выставленные из трубок щупальца вестиментифер. Крабы и рифтии соревнуются в ловкости: краб должен ухватить щупальца быстрее, чем червь успеет втянуть их в трубку и заткнуть вход в нее крышечкой. Впрочем, щупальца быстро отрастают, и крабы пасутся на зарослях вестиментифер, как копытные на своих травяных пастбищах. Другой краб живет на поселениях помпейских червей, которые служат ему пищей. Некоторые хищники ищут еду в подводных оазисах, но могут встречаться и за их пределами: например, термарцес – рыба из семейства бельдюговых или гримпотейтис – ушастый осьминог. Исследователи французской экспедиции 1984 г., погружавшиеся на глубоководном аппарате «Сиана», видели небольших белых осьминогов, быстро передвигавшихся по трубкам вестиментифер, но добыть для описания ни одного из них не смогли – сообразительный головоногий моллюск, попавший в ловушку вместе с рыбами и крабами, умудрился выбраться из нее во время подъема. Кроме того, вблизи курильщиков часто находят так называемых «живых ископаемых», например усоногих рачков неолепас, точь-в-точь похожих на тех, которые жили на морских мелководьях 230–130 млн лет назад и считались вымершими. Некоторые из обнаруженных там брюхоногих и двустворчатых моллюсков оказались практически копиями вымерших более 200 млн лет назад форм. Вероятно, гидротермальные оазисы стали убежищами для этих архаичных видов, не сумевших выдержать в обычных условиях конкуренцию с более молодыми. Вот такой он, затерянный мир на морском дне! Удивительный и загадочный, но при этом совершенно реальный.
Интересно, что в Атлантическом океане вестиментифер нет, почему – неясно. Здесь, в гидротермальном сообществе, основную роль играют креветки, у которых на поверхности тела сидят те же хемосинтезирующие бактерии, которые служат для них пищей. Поэтому у креветок пищеварительный тракт развит нормально: они сначала выращивают на себе бактерии, а потом их съедают. Эти креветки слепы, но на спине у них есть орган, который предупреждает об экстремальном повышении температуры, чтобы они успели убраться подальше от жерла.
Фауна белых курильщиков так же разнообразна, как и черных, хотя и не столь уникальна. Здесь обитают губки и кораллы, морские ежи и крабы. Белые курильщики тоже покрыты толстыми бактериальными матами, эти бактерии и археи питаются метаном и водородом, а наиболее оптимальная температура для них 50–70 °C, хотя они хорошо переносят и более низкие, до 25 °C. Археи белых курильщиков, возможно, были одной из первых форм жизни на Земле.
В 2012 г. большая международная команда зоологов под руководством А. Роджерса из Оксфордского университета объявила об открытии целой новой экосистемы в глубоководной части Антарктики. В итоге работы нескольких экспедиций начиная с 2009 г. возле черных курильщиков моря Скотия с помощью дистанционно управляемого подводного аппарата было обнаружено 23 новых вида животных, и это еще далеко не предел. Самое большое удивление у исследователей вызвал состав этого сообщества. Антарктические гидротермы оказались непохожими на все известные ранее: в них не обнаружили ни вестиментифер, ни двустворчатых моллюсков, зато там было много различных ракообразных: крабы, морские уточки, а также брюхоногие моллюски, актинии и морские звезды с семью лучами, которые собирались поодаль от горячих точек в зоне с температурой 10–15 °С.
Черные курильщики и глубоководные оазисы рядом с ними могут возникать и угасать в связи с движением тектонических плит. Как это происходит, было наглядно продемонстрировано результатами работы нескольких экспедиций исследовательского судна «Атлантис-2» на Восточно-Тихоокеанском хребте неподалеку от побережья Коста-Рики. В 1991 г. обитаемый глубоководный аппарат «Алвин» погрузился на глубину 2,5 км рядом с подводным вулканом, только что прекратившим извержение. Дно было покрыто потоками свежей лавы, но первые признаки жизни уже наблюдались: над жерлом стояло белое облако бактерий высотой с 14-этажный дом. Через год «Алвин» вернулся на это место, названное «Дырой в преисподнюю», и взглядам исследователей предстала совсем другая картина. На обломках породы ползали бесцветные крабы, поедавшие бактерий. Вокруг горячего источника было множество прикрепленных к грунту вестиментифер тевний «иерихоновых труб» (Tevnia jerichonana) высотой около 30 см, которые тянулись к жерлу своими венчиками. А еще через 21 месяц на месте извержения уже цвел «райский сад». Вернее, сады, потому что на дне дымилось несколько черных курильщиков и каждого окружал свой оазис. Место «иерихоновых труб» заняли гигантские рифтии выше человеческого роста, и по ним, по склонам конусов и по дну ползали, плавали и бегали многочисленные члены гидротермального сообщества. Были здесь и рыбы, например полуметровая донная рыба батизаурус из отряда лососеобразных, с низко расположенным ртом, позволяющим выедать бактерии из матов, и постоянно живущие в оазисах налимы. Жизнь в этих местах нестабильна из-за непрерывно меняющихся условий.
