Helt nyt økosystem fundet på 9,5 km dybde

- Det her viser, hvor meget man kan opdage, når man dykker ned med en ubåd og visuelt inspicerer havbunden i stedet for kun at hente prøver op ”i blinde”, siger dybhavsforsker Ronnie N. Glud i forbindelse med offentliggørelsen af en ny forskningsartikel, som er udkommet i Nature, og som han er medforfatter til.

Men det henviser han til en nylig ekspedition til to dybhavsgrave i det nordlige Stillehav, hvor togtets forskere fik mulighed for at dykke ned med en af de mest avancerede dybhavsubåde i verden, den kinesiske Fendouzhe. På togtet foretog ubåden 23 dyk, og på 19 af dem kunne de tre ombordværende besætningsmedlemmer gang på gang kigge ud over vidtstrakte arealer med livlig biologisk aktivitet. Det myldrede simpelthen med tubeorme, muslinger og andre dyr.

Det, som ubådens besætning havde opdaget, var de dybeste såkaldt kemosyntetiske økosystemer, der hidtil er set på Jorden.

Det mest i iøjnefaldende ved økosystemerne er deres kolonier af hvide muslinger og tubeorm med røde, hæmoglobin-rige tentakler. De er observeret over en 2.500 km lang strækning og på dybder, der spænder fra 5.800 meter til 9.533 meter.

Kolonierne blev fundet i de to grave, Kuril-Kamchatka og vestlige Aleutian Trench, der begge ligger i det nordlige Stillehav ud for Kamchatka halvøen i Rusland.

- Man har tidligere fundet indicier for økosystemer af denne type i regionen, men vi anede ikke, at de findes i de dybe centrale dele af graven. Det er en helt fantastisk opdagelse, at der kan findes så stor biologisk mangfoldighed af store dyr i dybhavsgraven. Man har tidligere hentet prøver op fra andre grave, og ja, prøver giver os megen information, men de har hidtil ikke givet os nogle stærke indikationer på, at der findes udstrakte økosystemer med denne form for liv dernede, siger Ronnie N. Glud, der er ekspert i udforskning af dybhavsgrave og leder af grundforskningscentret HADAL.

Ekspeditionen var ledet af kinesiske forskere fra Institute for Deep Sea Science and Engineering (IDSSE) sammen med russiske forskere og forgik i russisk territorialfarvand. Det var således ikke muligt for vestlige forskere at deltage i selve ekspeditionen efter Ruslands invasion af Ukraine.

Af samme årsag måtte en parallel, stort anlagt ekspedition ledet af tyske forskere og med deltagelse af Glud og HADAL-team’et til samme område, flyttes til det østlige del af Aleutian Trench, der ligger i amerikansk farvand ud for Alaska. Her fandtes tilsyneladende ingen vidtstrakte kemosyntestiske økosystemer, men der blev gjort mange spændende opdagelser, som nu er ved at blive analyseret – men det er en anden historie.

Glud har et langvarigt samarbejde med dybhavsforskerne fra IDSSE, og han har fulgt ekspeditionen tæt. Derfor modtog han også prøver fra ekspeditionen, og han har også været med til at fortolke og sammenskrive resultaterne - og står derfor som medforfatter på den videnskabelige artikel i Nature.

- Opdagelsen var en stor overraskelse. Det var ikke forventet at finde disse økosystemer på så stor dybde. Oprindeligt var de ikke ekspeditionens hovedfokus – men det blev de, siger han.

Efter det første chok havde lagt sig, meldte et oplagt spørgsmål sig hos forskerne: Hvordan er disse dyr i stand til at opretholde livet på bunden af en dybhavsgrav, hvor det er iskoldt, natmørkt, og hvor trykket er ekstremt?

De vidtstrakte kolonier, hvoraf nogle rummer op til 5000 individer pr. kvadratmeter, ligger ved såkaldte cold seeps – steder, hvor metan og svovlbrinte kan sive op fra sprækker i havbunden.

- Der er tilsyneladende enorme metanforekomster under de nyopdagede cold seeps, og det udgør næringsgrundlaget for opvæksten af en række mikroorganismer – og så har vi grundlaget for det økosystem, vi ser dernede, forklarer Ronnie N. Glud.

Der findes altså mikroorganismer (bakterier og arkæer), som næres af metan og svovlbrinte fra undergrunden. Disse mikroorganismer lever enten i sedimentet eller i symbiose med muslingerne og tubeormene, dvs. inde i dem på samme måde, som der lever tarmbakterier inde i et menneskes krop.

Det helt særlige ved de nyopdagede økosystemer er, at de ikke har brug for sollys som energikilde. De bruger heller ikke nedsynkende organisk stof fra overfladen som fødekilde, men kemisk stof. De er med et videnskabeligt udtryk kemosyntetiske i stedet for fotosyntetiske. I stedet for organisk stof lever mikroorganismerne af metan og svovlbrinte. Når de vokser og bliver mange nok, udgør de så fødegrundlaget for de mange særegne dyr i økosystemet.

Resultater fra ny ekspedition er på vej

- Vi vidste godt, at de dybe grave fokuserer store mængder af synkende organisk materiale, der produceres i overfladen eller tilføres fra kystzonen, og at det understøtter de aktive og diverse mikrobielle samfund i gravene. Men vi har også funderet over, i hvor høj grad kemosyntetiske processer kan producere organisk stof til det ”dybe” liv. Indtil videre har vi kun set mindre bidrag, men intet i den skala, som det nye studie påviser, fortæller Ronnie N. Glud.

Nok kan de nyopdagede økosystemer karakteriseres som kemosyntetiske, fordi mikroorganismerne lever af metan og ikke organisk stof – men hvis vi kigger langt nok tilbage i tiden, så viser forskernes analyser, at denne metan faktisk er biologisk produceret - formodentligt fra store deponeringer af organisk kulstof, der altså nu siver op fra de dybere sedimentlag.

En af Gluds seneste ekspeditioner var også i samarbejde med IDSSE og med ubåden Fendouzhe. Den gik til Puysegur-graven, der ligger syd for New Zealand, og selvom forskningsresultaterne fra det togt ikke er færdiganalyseret eller offentliggjort endnu, vil han godt løfte sløret for, at der også her blev gjort mange spændende nye erkendelser.