A hidrotermális kürtők élővilága Szekeres Péter Biológia MSc, 2014
Hidrotermális kürtők Rések az óceáni aljzaton Geotermálisan hevített víz kitörés Egymástól távolodó lemezek szegélyén Létezésük a Föld geológiai aktivitása miatt Mélytengerekben ún. Black smoker -ek Zord körülményekhez képest magas biológiai produktivitás Komplex élőlény társulások Hidrotermális kürtők a Jupiter holdján (Európa), és Marson is létezhettek
Fizikai tulajdonságai I. Legjellemzőb előfordulásuk a óceáni hátságokon A feltörő víz többnyire tengervízből áll Kürtő közelében lévő porózus üledéken át szivárog az aljzat alá Mélytengeri átlagos hőmérséklet 2 C Feltörő víz hőmérséklete 60-464 C Hidrosztatikus nyomás miatt a víz folyékony, illetve szuperkritikus folyadék formában van jelen
Fizikai tulajdonságai II. A kémiailag tiszta víz kritikus pontja 375 C A nyomás miatt itt a tengervíz kritikus pontja 407 C A kürtők vize szuperkritikus, vagyis egyszerre viselkedik folyadékként és gázként Extrém hőmérséklete mellett még rendkívül savas is (ph 2,8)
Fekete és fehér füstölők Néhány kürtő egy kéményszerű struktúrát hoz létre Ezek a kürtő folyadékából kioldódó ásványokból állnak Akár 60 m magasak is lehetnek! A fekete füstölők kéményszerű képződmények, kéntartalmú vegyületeket, többnyire szulfidokat lövelnek ki A fehér füstők világosabb árnyalatú vegyületeket lövelnek, többnyire barium, kalcium és szilícium tartalmú ásványokat Ásványi anyagok mellett acetil-tiolésztereket is kilövel (Szent-Györgyi Krebs ciklus)
Életközösségeik Napfénytől izolált életközösség! Tápláléklánc alján kemoautotróf baktériumok, hatalmas telepeket alkotnak Baktériumok fő tápláléka kén és vegyületei, leginkább a hidrogén-szulfid Kemoszintézis során szerves vegyületeket állítanak elő
Életközösségik II. Kolonizációs pattern Kürtő formálódása után a kihült lávát egy baktériumszőnyeg fedi be Először felemáslábú és evezőlábú rákoknak szolgáltat táplálékot Később a rákok nagyobb ragadozók fentartására is elégséges számban lesznek jelen A közösség minden tagja végsősoron a baktériumokra szorul a komplex táplálékhálózat fenntartása végett
Életközösségeik III. A rákok nemcsak elsőleges fogyasztóik a baktériumoknak, de a szervesanyag visszaforgatásában is fontos szerepük van A fejlettebb státiumban lévő kürtő társulások jellegzetes élőlénye a Riftia pachyptila (Óriás csőféreg) Az óriás kagylóval egyetemben szimbiózisban élnek a kemoszintetzáló baktériumokkal
Riftia pachyptila I. Soksertéjűek (Polychaeta) osztályának a csőférgek (Canalipalpata) rendjébe, ezen belül a Siboglinidae családjába tartozó faj Előfordulása kizárólag a kürtők közelében, 1,6 km mélyen a Csendes-óceán keleti részén Jól tűri a magas hőmérsékletet és kén-hidrogén szintet Akár 2,4 m Hosszúra is megnőhet!
Riftia pachyptila II. A csőből kinyúló tapogató erősen erezett, ezen keresztül folytat anyagcserét (kénhidrogén felvétel) A baktériumok az állat speciális szerveiben élnek, a kén-hidrogént dolgozzák fel A baktériumok cserébe szerves molekulákat szolgáltat a gazdaállatnak A tapogatók vörös színét összetett hemoglobin adja Képes oxigént szállítani kén-hidrogén jelenlétében!
Bathymodiolus genusz Mélytengeri, kétoldali szimmetriájú puhatestűek Intracelluláérisan szimbiózist folytat kemoszintetizáló baktériumokkal Több baktériummal élnek együtt, hatékonyabban szűrik a vizet Emiatt a kürtőktől távolabb is képesek életben maradni
Tízlábú rákok (Decapoda) A világ különböző kürtői körül kb. 15 Decapoda faj él Majd fele az Atlanti, másik fele a Csendes-óceánban él Minden kürtő egy-egy fajnak ad otthont Aktív füstölők közelében egy négyzetméteren akár 30 ezer rák is lehet, mind a kémény közelében élő mikróbákat fogyasztják
Pitypang - Deandelion Egymásba kapaszkodó állatokból létrejött telep Legközelebbi rokon faj a portugál gálya (Physalia physalis, felső kép) Hosszú vékony tapogatóik segítségével mozognak az aljzaton Késői telepesek, lebontó szervezetek Jelenlétük arra utal utal, hogy a kürtő inaktív, és az élőlényeket emiatt pusztulás fenyegeti
Lycodes sadoensis A Zoarcid fish két láb hosszú angolnára emlékeztető fehér hal, a kürtőkre épülő táplálékhálózatban a csúcsragadozók Gyakorlatialg mindenevők, még az óriás csőférget is elfogyasztják más táplálék híján Hatalmas étvágyuk ellenére meglehetősen lassú állatok, idejük nagy részében csak a csőféreg telepek között lebegnek
Halvány v. Sápadt polip Kizárólag kürtők körüli élethez alkalmazkodott speciális nyolckarú polipok Kevés felvétel és adat, kb. 1 méteresek, fejük durván narancs méretű Csúcsragadozók, kagylók alatt élnek, feltehetőleg a legintelligensebb élőlény ilyen mélységben
Jeti rák (Kiwa hirsuta) 2005-ben fedezték fel a Csendesóceán déli részén Tízlábú rák (Decapoda) durván 15 cm hosszú Testét hosszú fehér sörték borítják, leginkább a lábakat és az ollókat Szemében nincs pigment, feltehetően vak Sörtéi között élő baktériumok segítségével detoxifikálja táplálékát
Pompeii féreg (Alvinella pompejana) Szürke bolyhos soksertéjű (Polychaete) állat, fején vörös kopoltyú található Testét fedő bolyhok tulajdonképpen fonalas baktériumtelepek Füstölők porózus oldalsó üregeibe fúrják testüket (80 C), míg a fejük kilóg az üregből (22 C) Egyenlőre nem tisztázott, hogyan tolerálják ezt a hatalmas hőmérsékletkülönbséget
Felfedezésük jelentősége és a jövő Napfénytől független életközösség, amit kemoszintézis által termelt energia működtet Új elméletek az élet keletkezésével kapcsolatban Rendkívüli élőhelyek, védelmüket biztosítani kell Földönkívüli élet keresésére törekvő kutatások indítása a Jupiter holdján, Európán
Köszönöm a figyelmet