„Najgorętsze” zwierzę na Ziemi

Wokół tajemnicy życia na Ziemi

Głębokie strefy oceanów, długo uznawane za niemal jałowe z powodu ciemności, ogromnego ciśnienia i zimna, okazały się zadziwiająco zróżnicowane. W trakcie dziesięcioletniego programu Census of Marine Life (2000-2010) ponad 2700 naukowców z ponad 80 krajów odbyło setki wypraw badawczych, dokumentując bogactwo głębinowych siedlisk – od kominów hydrotermalnych i wycieków zimnych po podwodne góry wznoszące się z dna oceanu i rozległe równiny abysalne. Opisano wówczas ponad 1200 nowych gatunków (z tysiącami kolejnych oczekujących opisu). Dane te stanowią podstawę do wyznaczania oraz ochrony wrażliwych obszarów morskich, pokazując, że głębinowa bioróżnorodność jest znacznie większa i bardziej powiązana niż niegdyś sądzono (Census of Marine Life).

Jak to możliwe, że w tak ekstremalnych warunkach rozwinęły się bogate ekosystemy? Symbioza odgrywa tu kluczową rolę. Wiele organizmów, takich jak małże, rureczniki czy krewetki, żyje w ścisłym związku z bakteriami chemosyntetycznymi, które zapewniają im substancje odżywcze. Bez tej współpracy zwierzęta te nie byłyby w stanie przetrwać w środowisku pozbawionym światła słonecznego i fotosyntezy. Bakterie chemosyntetyczne, zamiast energii słonecznej wykorzystują związki chemiczne (głównie siarkowodór i siarczki metali) do produkcji węglowodanów. To one tworzą fundament głębinowego łańcucha pokarmowego, a niektórzy badacze szacują, że ich wydajność jest nawet trzykrotnie wyższa niż fitoplanktonu w warstwach powierzchniowych oceanów (Migaszewski i Gałuszka, 1999).

Jednym z najbardziej znanych miejsc z głębin oceanów są tzw. kominy hydrotermalne. To struktury powstające na dnie oceanu w miejscach aktywności wulkanicznej, najczęściej wzdłuż grzbietów śródoceanicznych. Powstają w wyniku wydobywania się z wnętrza Ziemi gorących, bogatych w minerały płynów, które po zetknięciu z zimną wodą morską wytrącają związki chemiczne, tworząc charakterystyczne czarne lub białe „dymiące” kominy. Warunki w tych ekosystemach są ekstremalne: panuje całkowita ciemność, ciśnienie sięga setek atmosfer, a temperatura w pobliżu ujść może przekraczać 350 °C, choć kilka centymetrów dalej wynosi zaledwie 2 °C. Pomimo tych trudności życie kwitnie dzięki chemosyntezie – procesowi, w którym bakterie wykorzystują energię z utleniania siarkowodoru i innych związków mineralnych do produkcji związków organicznych (Perez et al. 2121).

Jednym z wielu gatunków zamieszkujących okolice kominów hydrotermalnych jest robak pompejański Alvinella pompejana. Ten gatunek wieloszczeta z głębin oceanicznych, jest skrajnym termofilem, często określany mianem „najgorętszego zwierzęcia na Ziemi”. Głowowa część zwierzęcia zazwyczaj znajduje się w znacznie chłodniejszej wodzie, zaś część ogonowa jest wystawiona na działanie gorącej wody tryskającej z ujścia hydrotermalnego. Choć jego ogon jest wystawiony na temperatury nawet do 80 °C, rzeczywista górna granica tolerancji termicznej zwierzęcia mieści się poniżej 55 °C, a optymalne warunki życia to około 42 °C. Czyni go to jednym z najbardziej termotolerancyjnych wielokomórkowców znanych nauce. Alvinella osiąga do 13 cm długości i pokryta jest nitkowatą „sierścią” z bakterii, żyjących w ścisłej symbiozie. Chronią one robaka przed ekstremalnym ciepłem i chemicznym składem wody oraz dostarczają składników odżywczych poprzez chemosyntezę siarkowodorów i związków siarki, funkcjonując jako zarówno izolacyjna powłoka, jak i źródło pożywienia. Bakterie te wykazują znaczną zmienność genomową i metaboliczną, adaptując się do szerokiego zakresu temperatur (10-65 °C), co zapewnia całej społeczności stabilność w skrajnie zmiennych warunkach (Ravaux et al. 2013). Odkrycia te przypominają, że życie potrafi znaleźć drogę nawet w najbardziej niegościnnych zakątkach planety, a głębiny oceanów wciąż kryją tajemnice, które mogą zmienić nasze rozumienie granic biologii.

Prof. Piotr Skubała

Literatura:
- Census of Marine Life, coml.org/, dostęp 17.07.2025.
- Perez M., Sun J., Xu Q., Qian P.-Y. 2021. Structure and Connectivity of Hydrothermal Vent Communities Along the Mid-Ocean Ridges in the West Indian Ocean: A Review. „Frontiers in Marine Science” 8:744874. doi.org/10.3389/fmars.2021.744874.
- Ravaux J., Hamel G., Zbinden M., Tasiemski A. A., Boutet I. et al. 2013. Thermal limit for metazoan life in question: in vivo heat tolerance of the Pompeii worm. „PLoS One” 8(5):e64074. DOI: 10.1371/journal.pone.0064074.
- Migaszewski Z. M., Gałuszka A. 1999. Smokersy – tajemnice głębin oceanów. „Przegląd Geologiczny” 47: 175-180.