В мексиканских подводных лабиринтах скрывается уникальная экосистема

В глубоких и темных проходах обитает ошеломляющее богатство микробной жизни.

Несколько лет назад ученые выяснили, что затопленные мексиканские пещеры Сак-Актун (Sac Actun) и Дос Охос (Dos Ojos) соединены между собой; их общая длина подземного комплекса составила 347 километров. Так была открыта крупнейшая в мире подводная пещера на полуострове Юкатан.

Теперь исследователи впервые отобрали некоторые из образцов из самых труднодоступных проходов этих пещерных систем, протяженность которых составляет 1500 километров. Они обнаружили процветающие «микробные мегаполисы» в слоях пресной воды, которые находились поверх соленых вод, проникающих из Мексиканского залива.

17 фото via
via

Карбонатный водоносный горизонт Юкатан в Мексике является одной из самых обширных систем подземных вод на Земле, и лишь часть его картографирована учеными. Он состоит из многочисленных провалов, которые могут быть токсичны, а также сложной сети подземных туннелей, складывающихся в лабиринты, и массивных пещер.

«Это удивительные и особенные образцы подземных рек, которые особенно трудно получить», – Мэтью Селенски, соавтор исследования из Северо-Западного университета.

Помимо значительного содержания соли, жизнь в этих природных водоемах вынуждена бороться со стратифицированными уровнями температуры, кислотности, освещенности и различными концентрациями питательных веществ.

Используя 78 образцов воды, собранных смелой командой спелеологов, которые являются участниками местного дайв-центра Under The Jungle, геобиолог Магдалена Осберн из Северо-Западного университета и ее команда секвенировали гены, чтобы установить численность различных видов микробов. Исследователи обнаружили 4183 уникальные последовательности, представляющие 917 различных семейств микробов с уникальными образцами видов в разных областях.

«Микробные сообщества образуют отдельные ниши. Существует различный состав персонажей, которые, кажется, движутся, в зависимости от того, куда вы смотрите. Но когда вы просматриваете весь набор данных, есть основной набор организмов, которые, кажется, выполняют ключевые роли в каждой экосистеме», – Магдалена Осберн.

Во всех 12 местах, где были собраны образцы, исследователи наблюдали одно и то же семейство бактерий: Comamonadaceae. Эти крошечные палочковидные организмы хорошо известны в почве и воде. Им необходим кислород, и для передвижения они используют мягкие, похожие на хвост жгутики.

«Кажется, что Comamonadaceae выполняют несколько разные роли в разных частях водоносного горизонта, но они всегда играют важную роль. В зависимости от региона у них есть разные соседи. Comamonadaceae и его партнеры, вероятно, имеют некоторый мутуалистический метаболизм, возможно, они делят пищу», – говорит Осберн.

В число этих партнеров входят бактерии, питающиеся азотом, такие как Gemmataceae, и другие виды, такие как Mmethyloparacoccus, которые используют метан, а также более знакомые микробы, питающиеся органическими веществами, в зависимости от непосредственных условий окружающей среды.

В свою очередь, эти игроки, вероятно, влияют на особый химический состав воды, наблюдаемый в различных областях водоносного горизонта.

«Эта подземная речная система обеспечивает питьевой водой миллионы людей. Итак, что бы ни случилось с микробными сообществами, это потенциально может ощущаться людьми», – Магдалена Осберн.

Из-за своей изолированной природы большая часть экосистем водоносного горизонта остается относительно нетронутой по сравнению с более незащищенными средами. Тем не менее, загрязняющие вещества все еще просачиваются в эту сложную систему, включая удобрения, пестициды, лекарства и средства личной гигиены.

Недавнее исследование показало, что только 13 из 173 исследованных воронок естественного происхождения не содержат загрязняющих веществ, что подчеркивает, что это уникальное место также уязвимо к деятельности человека, несмотря на его изоляцию.

Другие интересные факты о подводной системе пещер

Это место примечательно не только размерами Археологические раскопки, которые велись в это время, также принесли сенсационные итоги. Здесь находили 12 000-летние наскальные рисунки, каменные маски и останки вымерших зверей.

Пещеры были знаковым местом для индейцев майя, населявших эти территорию. В древности уровень воды в пещерах колебался в зависимости от перепадов погоды. Животные и люди, которых здесь заставали разливы, оказывались заложниками и нередко погибали. Таким образом с эпохи плейстоцена в пещерах образовалось несколько культурных слоев. Археологи подчеркивают, что Сак-Актун является крупнейшим местом подводных раскопок во всем мире.

08

09

10

11

12

13

14

15

16

17