تزدهر حدائق الإسفنج الضخمة على قمم الجبال البحرية في المحيط المتجمد الشمالي الأوسط ، أحد أكثر البحار قلة التغذية على وجه الأرض يبدو أنها تتغذى على بقايا الحيوانات المنقرضة، تدعم الكائنات الحية الدقيقة الإسفنج في استغلال هذه المادة الرقيقة كمصدر للغذاء والطاقة.
و اكتشف علماء من بريمن وبريمرهافن وكييل وشركاؤهم الدوليون هذه النقطة الساخنة الفريدة من نوعها للحياة خلال رحلة استكشافية لـ POLARSTERN ويقومون الآن بالإبلاغ عن النتائج التي توصلوا إليها في مجلة Nature Communications ، ويشددون على الحاجة إلى فهم أفضل لتنوع وتفرد النظم البيئية في القطب الشمالي في ضوء التغيير العالمي والمحلي.
يصل القليل من الطعام إلى الأعماق تحت المحيط المتجمد الشمالي المغطى بالجليد بشكل دائم ، لأن الضوء يحد من إنتاجية الطحالب، اكتشف علماء من بريمن وبريمرهافن وكيل الآن نظامًا بيئيًا غنيًا ومكتظًا بالسكان بشكل مدهش على قمم البراكين المنقرضة تحت الماء ، ونشروا النتائج التي توصلوا إليها في مجلة Nature Communications . سيطرت الإسفنج على هذه النقاط الساخنة من الحياة ، ونمت هناك بأعداد كبيرة وبحجم مثير للإعجاب.
“تزدهر الجبال البحرية البركانية المنقرضة في لانغسيث ريدج ، وجدنا حدائق إسفنجية ضخمة ، لكننا لم نكن نعرف ما الذي كانت تتغذى عليه” ، وفقًا لتقرير أنتجي بويتيوس ، كبير العلماء في البعثة ، ورئيس مجموعة الأبحاث لبيئة وتكنولوجيا أعماق البحار في معهد ماكس بلانك لعلم الأحياء الدقيقة البحرية ومدير معهد ألفريد فيجنر ، مركز هيلمهولتز للبحوث القطبية والبحرية. باستخدام عينات من البعثة ، تمكنت الكاتبة الأولى تيريزا مورغانتي ، خبيرة الإسفنج من معهد ماكس بلانك للأحياء الدقيقة البحرية في بريمن ، من تحديد كيفية تكيف الإسفنج مع البيئة الأكثر فقرًا بالمغذيات. يوضح مورغانتي: “كشف تحليلنا أن الإسفنج يحتوي على متعايشات ميكروبية قادرة على استخدام المواد العضوية القديمة، هذا يسمح لهم بالتغذية على بقايا السابق .
العيش على بقايا الطعام
يعتبر الإسفنج أحد أكثر أشكال الحياة الحيوانية أساسية. ومع ذلك فهي ناجحة ومتوفرة في جميع المحيطات ، من الشعاب الاستوائية الضحلة إلى أعماق البحار في القطب الشمالي. يستوعب العديد من الإسفنج مجتمعًا معقدًا من الكائنات الحية الدقيقة في علاقة تكافلية ، مما يساهم في صحة وتغذية الإسفنج من خلال إنتاج المضادات الحيوية ونقل العناصر الغذائية والتخلص من الإفرازات. هذا ينطبق أيضا على Geodiaالإسفنج ، التي سادت المجتمع في الجبال البحرية في القطب الشمالي. تسمى وحدة الإسفنج وما يرتبط بها من ميكروبات هولوبيونت الإسفنجية. تعاونت Teresa Morganti مع Anna de Kluijver ، الخبيرة من جامعة Utrecht ، ومع مختبر Gesine Mollenhauer في معهد Alfred Wegener لتحديد مصدر الغذاء ونمو وعمر الإسفنج. لقد علموا أنه منذ آلاف السنين ، كانت المواد المتسربة من قاع البحر تدعم نظامًا بيئيًا غنيًا ، موطنًا لمجموعة متنوعة من الحيوانات. عندما ماتوا ، بقيت بقاياهم. الآن هذه تشكل قاعدة هذه الحديقة الإسفنجية غير المتوقعة.
دعم التحليل الميكروبي للكائنات الدقيقة فرضية الباحثين. توضح Ute Hentschel من مركز GEOMAR Helmholtz لأبحاث المحيطات في كيل ، التي أجرت التحليلات الميكروبيولوجية مع فريقها: “تمتلك الميكروبات صندوق الأدوات المناسب تمامًا لهذا الموطن”. “الميكروبات لديها الجينات لهضم الجسيمات الحرارية والمواد العضوية الذائبة واستخدامها كمصدر للكربون والنيتروجين ، بالإضافة إلى عدد من مصادر الطاقة الكيميائية المتاحة هناك.”
أظهر العلماء أيضًا أن الإسفنج يعمل كمهندسين للنظام الإيكولوجي: فهم ينتجون أشواك تشكل حصيرًا يزحفون عليها. قد يؤدي ذلك إلى تسهيل الاستقرار المحلي للجسيمات والمواد الحيوية. يمكن لأصحاب الهولوبيونات الإسفنجية الاستفادة من هذه المادة المهلكة ، وبالتالي إنشاء مصيدة طعامهم الخاصة.
تتطلب الحماية الفهم
Langseth Ridge هي سلسلة جبال تحت الماء ليست بعيدة عن القطب الشمالي التي تقع تحت سطح الماء المغطى بالجليد بشكل دائم. هناك ، كانت الكتلة الحيوية للإسفنج مماثلة لتلك الموجودة في الأسفنج الضحلة مع مدخلات مغذية أعلى بكثير. “هذا نظام بيئي فريد. لم نر شيئًا مثل ذلك من قبل في منطقة القطب الشمالي المرتفعة. في منطقة الدراسة ، توفر الإنتاجية الأولية في المياه العلوية أقل من واحد بالمائة من الطلب على الكربون للإسفنج. وبالتالي ، قد تكون حديقة الإسفنج هذه نظامًا بيئيًا عابرًا ، لكنها غنية بالأنواع ، بما في ذلك الشعاب المرجانية اللينة ، “كما يقول أنتجي بويتيوس.
القطب الشمالي هو واحد من أكثر المناطق تضررا من تغير المناخ. “قبل دراستنا ، لم يتم تحديد أي أرض إسفنجية مماثلة في أعالي المنطقة القطبية الشمالية ، وهي منطقة من المحيط المغطى بالجليد والتي لا تزال غير مدروسة نظرًا للصعوبات المرتبطة بمراقبة وأخذ عينات مثل هذه النظم البيئية في أعماق البحار المغطاة بالجليد ،” يؤكد مورغانتي . أتاح التعاون الوثيق بين العلماء من مختلف المؤسسات ، بما في ذلك معهد ماكس بلانك للأحياء الدقيقة البحرية ومعهد ألفريد فيجنر وجيومار ، فهمًا شاملاً لهذه النقطة الساخنة المدهشة للحياة في الأعماق الباردة. ويخلص بويتيوس إلى أنه “مع الانخفاض السريع في الغطاء الجليدي البحري وتغير بيئة المحيطات ، فإن المعرفة الأفضل بالنظم البيئية الساخنة أمر ضروري لحماية وإدارة التنوع الفريد لبحار القطب الشمالي تحت الضغط”.
