Множество таинственных животных. На Земле нашли самое обитаемое место

МОСКВА, 8 фев — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Ученые по-новому взглянули на биологическое разнообразие Мирового океана. Выяснилось, что две трети морских организмов нам неизвестны и большинство еще не открытых видов обитают на большой глубине.

Богатство жизни

С тех пор как Карл Линней в середине XVIII века заложил основы биологической систематики, ученые пытаются оценить количество видов, населяющих Землю. Насколько велико их разнообразие, как оно менялось в течение геологической истории и что происходит сейчас — фундаментальные вопросы, на которые еще предстоит ответить.

На сегодняшний день науке известно чуть более полутора миллионов видов, но эксперты признают: это лишь часть реального биоразнообразия. Время от времени появляются общие оценки, которые в зависимости от метода подсчета различаются на два порядка — от трех до ста миллионов. Некоторые исследователи, например, полагают, что одних грибов на планете более пяти миллионов видов. Это притом что описано лишь около ста тысяч.

Наиболее точную оценку произвели в 2011-м ученые из США, Великобритании и Канады. По их данным, на Земле обитают приблизительно 8,7 миллиона видов, из которых 7,7 миллиона — животные. Примерно 86 процентов сухопутных и 91 процент морских организмов до сих пор не открыли. При подсчете специалисты отталкивались от количества известных таксонов и рассматривали только эукариоты — организмы, клетки которых содержат ядра. То есть не учитывали бактерии и археи.

© Иллюстрация РИА Новости

Общее количество всех биологических видов и отдельно животных на суше и в океане

На суше и на море

Подавляющее большинство известных биологам видов — обитатели суши. Морское дно для биологов — абсолютная терра инкогнита. Особенно так называемые абиссальные равнины, расположенные на глубинах от четырех до шести километров и занимающие около сорока процентов площади ложа океанов. Не только каждая морская экспедиция, практически каждый трал и каждая проба осадочных отложений, собранная дночерпателем, приносят новые открытия. Поэтому прежний способ — "от известного" — не работает.

Морские геологи из Швейцарии, Норвегии, Франции, США, Германии, Испании, Великобритании и Польши для оценки биоразнобразия океанов использовали новый метод анализа генетического материала окружающей среды (eДНК). Они провели массовое секвенирование еДНК — почти 1,7 тысячи образцов — из глубоководных отложений всех океанических бассейнов, собранных в 15 морских экспедициях. И получили около двух миллиардов последовательностей ДНК.

Исследователи сравнили новую информацию с существующими глобальными наборами данных о ДНК планктона из освещенной и темной зон океана, а также со всеми эталонными последовательностями, доступными для известных эукариот. Опирались прежде всего на базу ДНК планктона, составленную по результатам кругосветного плавания яхты Tara в 2009-2013 годах: тогда собрали 35 тысяч образцов с 210 точек во всех океанах мира. И кроме того, на результаты экспедиции Malaspina 2010-го, в которой участвовали более 400 исследователей на двух научных судах.

Это помогло разделить генетические материалы организмов, живущих непосредственно на дне, и обитателей водной толщи. Почти две трети еДНК донной фауны не идентифицировали. В большинстве случаев ученые не смогли даже определить, к какой группе животных относится та или иная последовательность.

CC BY-SA 3.0 / Oceanic basin.svg / Chris huh /

Строение морского дна и положение абиссальных равнин

"Это свидетельствует о серьезном пробеле в наших знаниях о морском биоразнообразии", — цитирует пресс-служба руководителя исследования Яна Павловски, профессора кафедры генетики и эволюции Женевского университета.

Выяснилось, что разнообразие мельчайших организмов на дне океана как минимум в три раза больше, чем в толще воды, и все это множество представлено в основном неизвестными таксономическими группами. По косвенным данным, например, по набору планктонных видов, входящих в пищевую цепочку, ученые предполагают, что речь идет не только о мельчайших организмах, таких как диатомовые водоросли и динофлагелляты, но и о более крупных — червях и мелких моллюсках.

"Метод, который использовали авторы, подходит только для общей оценки биоразнообразия. Знания о видовом разнообразии глубоководных животных очень скромные. По нашим представлениям, они охватывают от десяти до двадцати процентов видов от реально существующих, а возможно, и еще меньше", — комментирует выводы зарубежных коллег доктор биологических наук Андрей Гебрук, руководитель лаборатории донной фауны океана, заместитель директора Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН по направлению "Экология морей и океанов".

Не лучше, по мнению Гебрука, изучена и толща воды. Это обусловлено прежде всего масштабом пространства, пригодного для жизни в Мировом океане. Поэтому к оценке трехкратного превосходства количества бентосных, донных видов над пелагическими, обитающими в толще воды, надо относиться осторожно.

© Фото : FS Sonne 2014/2015, Expedition SO237, Vema-TRANSIT, © Thomas Walter

Немецкое научно-исследовательское судно Sonne участвовало в двух из 15 международных экспедиции, результаты которых положены в основу исследования

Самые обитаемые части Земли

Традиционно самыми "густонаселенными" считаются экосистемы тропических лесов на суше и коралловых рифов в океане. Новые данные показывают, что глубоководные равнины океана вполне способны с ними соперничать. В лесах тропиков обитают около миллиона видов животных, примерно столько же — в экосистеме коралловых рифов. На дне, по мнению Андрея Гебрука, стоит ожидать подобного разнообразия.

"Внешне морское дно на глубинах четыре-пять километров выглядит безжизненным, однако это ощущение обманчивое, — объясняет биолог. — Там огромное разнообразие жизни, просто ее не видно невооруженным глазом: она очень мелкая. Размер животных составляет доли миллиметра, но видовое богатство просто неимоверное".

Важное звено глобального цикла углерода

Знание общего количества глубоководных животных чрезвычайно важно не только для понимания функционирования пищевых цепей океана, но и для более точной оценки параметров глобального геохимического цикла углерода. Бентосная фауна питается погружающимся на дно органическим веществом, в составе которого преобладает пелагический планктон. Переработанная органика попадает в осадочные отложения, со временем превращающиеся в горные породы.

Единый профиль биоразнообразия от поверхности океана до его глубинного дна позволяет, по мнению авторов исследования, внести существенные поправки в оценку потенциала донной экосистемы как важного звена цикла углерода, расположенного между океаном, поглощающим углерод из атмосферы, и осадочным чехлом Земли.

Еще один интересный вывод, который сделали ученые, — значимую роль в круговороте углерода играют биосообщества полярных морей. Анализ донной еДНК и генетического материала планктона показал: экосистемы этих регионов могут захватывать из атмосферы углекислый газ и захоранивать его в осадочных образованиях. Это значит, что пора уточнить климатические модели.

Исследователи надеются, что опробованный ими метод можно будет использовать для оценки биоразнообразия древних океанов по еДНК, содержащейся в глубинных отложениях. И кроме того — точнее выполнять палеоклиматические реконструкции.