Пять миллионов лет в пещере

Как то мы обсуждали с вами пост о том, что в Китае нашли «затерянный мир», а вот вам еще один пример замкнутой системы.

В 1986 году в Румынии, недалеко от Черноморского побережья в Трансильвании была обнаружена пещера Мовиле. Она была найдена случайно — в ходе строительных работ. С виду обычная пещера, но как выяснили специалисты она уникальна образовавшейся в ней экосистемой. Было обнаружено более 30 новых, ранее не известных науке, животных. В основном это новые виды скорпионов, пиявок, червей, многоножек, грибов и прочих беспозвоночных существ.

Пять миллионов лет назад, жившие в пещере Мовиле, организмы оказались отрезаны от окружающего мира. Вот что там происходит сейчас …

Почти вся пещера затоплена, но вода теплая, благодаря термальным источникам — 21 градус по Цельсию. Изолированность экосистемы пещеры повлияло на развитие и способы жизни организмов. Они научились по-новому питаться, размножаться и т.д. Это уникальная замкнутая биологическая система, которая не зависит от солнечного света и энергии.

Так же в пещере было обнаружено аномально высокое содержание сероводорода. На нашей планете существует только два места с подобной концентрацией сероводорода: Кислая пещера в Мексике и Лечугилла на территории США.

Понимая особенность и биологическую важность пещеры Мовиле для научного мира, местные власти решили оградить ее от воздействия внешней среды. Что бы сохранить экосистему пещеры такой, какой ее создала природа, ученые сделали герметичный проход, а научные исследования разрешаются проводить небольшим группам (не более 3 человек), в специальных защитных костюмах.

Можно считать, что существует только две полностью замкнутые экосистемы: общепланетарная и пещера Мовиле. Хотя сколько уже было туда привнесено их нашего мира неизвестно.

Питаемая подземными водами со значительным содержанием сероводорода (8-12 мг/л), пещера, названная Мовиле, имела свою атмосферу, бедную кислородом (7-10%), богатую углекислым газом (2-3.5%) и содержащую значительное количество метана (1-2%). Ее исследование началось в 1990 году.

Красотой эта относительно небольшая пещера (протяженность исследованной части около 300 м) с узкими проходами, покрытыми глиной, не поражает – стандартная известняковая грязная дыра с озером, делящим надводную часть на три изолированных полости. Фишка в другом.

Фишка в том, что эта пещера содержит уникальную экосистему, существовавшую и развивавшуюся последние предположительно 5 миллионов лет без связи с дневной поверхностью за счет хемосинтеза – причем не из одних микроорганизмов, как можно было бы предположить. В замкнутом каменном мешке площадью около 1200 м² было обнаружено 46 видов наземных и водных беспозвоночных, из них 33 – эндемичные, ранее неизвестные и нигде более не встречающиеся. Среди них членистоногие, пиявки и моллюски, не говоря уж о всяких коловратках и нематодах.

Предки всей этой компании попали под землю, как я уже сказал, около пяти миллионов лет назад – когда еще был жив твой, уважаемый читатель, общий предок с карликовым шимпанзе, а румынский климат был тропическим – и благополучно пересидели в теплых гротах все последующие ледниковые периоды, все больше и больше трогломорфируя, то есть приспосабливаясь к подземному образу жизни и "неземной" атмосфере.

Cлепой паук Agraecina cristiani наощупь патрулирует надводную часть грота в поисках коллембол и мокриц. Обитатели пещеры слепы и ориентируются на ощупь и по запаху (точнее, по химическому чувству – у беспозвоночных обоняние зачастую неотделимо от вкуса), а также улавливая малейшие вибрации камня, воздуха или воды.

В самом низу мовильской пищевой цепи стоят автотрофные бактерии – здесь они выполняют ту же роль, что растения на поверхности – то есть превращают минералы в органику, только не за счет солнечного света, а окисляя сероводород. В результате цикла органических реакций сера выпадает в осадок, а микроорганизмы получают энергию для синтеза органики из углекислого газа и воды.

Эти автотрофные бактерии служат источником пищи для других, гетеротрофных, бактерий и грибов. Все вместе они образуют бактериальные маты и пленки, покрывающие стены гротов и поверхность воды, особенно в третьем, дальнем воздушном колоколе, где атмосфера наиболее "неземная", и служат пищей для местной "травоядной" фауны – изопод, коллембол, мокриц, ложноскорпионов, на которых охотятся хищники – 5-сантиметровые многоножки и пауки. А под водой, с нижней стороны бактериальной пленки – своя пищевая пирамида: черви, ракообразные, улитки и верховные хищники – пиявки с водяными скорпионами.

Слева: многоножка Arheboreoiulus зр. ползет в темноте в поисках пищи. Справа: сухопутная мокрица Armadillidium tabacarui.

Крупнейший хищник мовильской экосистемы – сороконожка Criptops.

Продуктивность этой экосистемы довольно велика: на квадратном метре исследователи насчитали полторы тысячи коллембол. На них охотились слепые пауки, ближайшие родственники которых – зрячие – ныне водятся на Канарских островах, что дает нам представление о европейском климате в плиоцене.

Паук ползет по кристаллам кальцита.

Водные виды Мовиле обитают преимущественно в верхнем десятисантиметровом слое под поверхностью, более-менее насыщенном кислородом, поступающим из воздуха. Ниже могут существовать только анаэробы. Подводные виды Мовиле изменились по сравнению со своими собратьями из большого мира меньше, чем сухопутные, и среди них только 25% эндемиков против 75% видов наземных мовильских троглодитов. Это наводит на мысль, что сообщение пещеры с морскими или речными водами прервалось позже, чем сообщение с дневной поверхностью суши.

Улитки, чрезвычайно устойчивые к сероводороду, поедают бактериальную пленку с поверхности воды. Эти уникальные моллюски являются основными консументами в экосистеме пещеры Мовиле.

Водяной скорпион Непско anophthalma (справа — в стадии нимфы) – еще один эндемик Мовиле. Он охотится на ракообразных и насекомых, и живет в основном в воде.

Водяной скорпион в родной стихии. Сверху видна нижняя поверхность бактериального мата – они напоминают мокрые салфетки и поддерживаются на плаву пузырьками.

Хищные пиявки, одни из самых эффектных существ из пещеры Мовиле, питаются улитками, червями и другими беспозвоночными.

Снятый при помощи лазерной конфокальной микроскопии небольшой рачок-остракод, представитель планктона подземного озера Мовиле.

Само по себе человеческое присутствие в этом месте серьезно угрожает жизни экосистемы: один только процесс дыхания спелеолога может вызвать дисбаланс газового состава атмосферы гротов. Поэтому доступ в пещеру разрешен только в исследовательских целях с разрешения хранителей. Посещения ограничены двумя часами по два раза в месяц, группами не более трех человек в чистых комбинезонах и обуви… а лучше даже без оной:

От несанкционированного доступа и влияния внешней среды пещера защищена двумя люками и герметичной крышкой.

Сами по себе хемотрофные экосистемы не такая уж редкость на Земле, уникальность Мовиле состоит в том, что на протяжении очень длительного времени она существовала и развивалась без связи с поверхностью. Изотопный состав воды показал, что атмосферные осадки в пещеру не проникают, вода поступает только из недр. Есть ли жизнь на Марсе? Нет ли жизни на Марсе? Наука всё еще не в курсе дела… Пусть вам сегодня приснятся слепые пауки, пробирающиеся на ощупь в вечном мраке и тишине каменного лабиринта.