Det våras på djupet

Få djur på jorden torde ha mindre anledning att bry sig om våren ändjuphavsmusslan Bathymodiolus azoricus. Den drygtdecimeterlånga gulbruna varelsen lever i ständigt mörker vid varmakällor på över 800 meters djup nära toppen av en vulkan mitt ute iAtlanten. Platsen heter Menez Gwen och ligger väster om Azorerna.Livet här får sin energi från kemikalier som följer med skållhetavattenströmmar från jordens inre. Musslor, snäckor, krabbor och andradjur i trängseln kring källorna klarar sig helt utan solljus.Temperaturen, mörkret och tillgången på kemisk energi är så gott somoföränderliga under hela året. Ändå når årstidernas växlingar hit.

För några år sedan visade portugisiska forskare att musslan B.azoricus föredrar att fortplanta sig under våren. Nyligen harbrittiska och amerikanska forskare upptäckt att en närbesläktaddjuphavsmussla i Mexikanska golfen följer samma mönster. Även dennamussla får sin energi från kemikalier som strömmar upp från bottnen.Paul Tyler, professor i djuphavsbiologi vid University of Southamptoni Storbritannien, är en av forskarna bakom de nya resultaten. Hanmisstänker att de vuxna musslorna för egen del klarar sig utmärktutan årstider. Däremot är våren viktig för larvernas möjligheterhitta mat på färden mot nya boplatser.

- Musslorna fortplantar sig så att deras larver befinner sig i vattnetsamtidigt som vårblommande växtplankton sjunker nedåt, säger han.Det är ont om näring i djuphavet. Vidderna på bottnar fjärran frånkontinenterna påminner om öknar. Alger är mycket sällsynta på djupstörre än 300 meter. Längre ner är ljuset för svagt för normalfotosyntes. Ett glest och småväxt djurliv utvinner kemiskt bundensolenergi ur döda växter och djur som sakta singlar ner från ytligarevatten. Efter en algblomning ökar tillgången på energi. Då passarmånga av djuren på att fortplanta sig.

Källornas årstider är otydliga

Vid djuphavets oaser gäller helt andra förutsättningar. Svavelväte,metan och andra energirika ämnen flödar upp ur underjorden i jämntakt. Kemikalierna håller liv i en rik flora av bakterier, som i sintur blir näring åt ett myller av djur. Bakterierna spelar samma rollför oasernas djurliv som växterna gör för alla andra djur på jorden.Många djurarter vid djuphavskällorna lever i symbios med bakterier.Andra är rovdjur. Alla klarar sig utan solenergi. Därför var detoväntat att vissa av djuren faktiskt reagerar på årstiderna.

Än så länge har forskarna bara hittat några enstaka musselarter viddjuphavsoaser som uppfattar vårens ankomst. Dessa musslor har flerasaker gemensamt. De förekommer på bottnar där alger vid ytan blommarunder våren. De finns på grundare vatten än de flesta andra djur somklarar sig utan solenergi. Och deras larver måste äta under färdengenom havet mot nya djuphavsoaser. Arter som utrustar sina larver medett stort näringsförråd verkar fortplanta sig oberoende avårstiderna. Det gäller bland annat de upp till tre meter långarörmaskar som ofta syns på bilder från varma djuphavskällor.

Det är fortfarande oklart vilka vårtecken som talar om för musslornaatt det är dags att fortplanta sig. Men fenomenet är väl belagt. Ochdet ligger i linje med annan ny forskning som visar att djuphavetsoaser har starkare band till den solbelysta världen ovanför än vadforskare tidigare trott.

- Från början ansåg man att livet vid djuphavets varma källor var merexotiskt än det i själva verket är, säger Anders Warén,blötdjursforskare vid Naturhistoriska riksmuseet i Stockholm.Han har varit med om att beskriva över hälften av de fler än hundranya arter av musslor och snäckor som har upptäckts vid varmadjuphavkällor. Nästan varje sommar deltar han i expeditioner somskickar ubåtar eller robotar flera kilometer ner i havet.

En värld av märkliga organismer

Det stora genombrottet för den biologiska djuphavsforskningen kom år1977. Ett forskningsfartyg skickade ner ubåten Alvin till nästan 2500 meters djup utanför Galápagosöarna i östra Stilla havet. Syftetvar att leta efter varma källor. Det var känt att vulkanisk aktivitetofta förekommer där jordytans stela plattor skaver mot varandra.Dessutom hade forskare räknat ut att något saknades i balansräkningenöver mangan och flera andra metaller som förekommer i havsvatten. Merav metallerna faller ut i marina sediment än vad som flödar ut ihavet med floder och vindar från land. Mycket talade för attmellanskillnaden sipprar ut från varma källor.

Alvin hittade inte bara källorna, utan en hel värld av märkligaorganismer. Kolonier av stora musslor, vajande skogar av rörmaskaroch många andra djur frodades i en mörk, het och svavelosande miljölik den klassiska bilden av helvetet.

Upptäckten skapade stora rubriker. Det hade gått nästan ett decenniumsedan människan landade på månen, och nu visade det sig att enfrämmande djurvärld hela tiden hade funnits gömd här på jorden.Entusiastiska forskare beskrev de nya arterna som mer eller mindrefrikopplade från tidigare kända livsformer.

- Det ökade ju chanserna att få feta forskningsanslag, säger AndersWarén, som för övrigt själv skrev en artikel om djuphavsoaserna iForskning & Framsteg år 1985.

Science fiction-författaren Arthur C. Clarke fick inspiration tillboken 2010: Andra rymdodyssén, som beskriver märkliga livsformerkring heta källor under isen på Jupiters måne Europa. Boken gavspridning åt idén att livet rent av kan ha uppstått vid djuphavetskällor.

Rörmasken gjorde en klassresa

Rörmasken Riftia pachyptila blev själva sinnebilden av defrämmande livsformerna. Masken lever inkapslad i ett vitt rör somsitter fast i bottnen. Ett rött huvud sticker ut ur rörets mynning,vilket ledde till att platsen där maskarna hittades fick namnetrosenträdgården. Den rosenröda plymen är dock inte något huvud ivanlig mening eftersom masken saknar både mun och tarm. Den rödafärgen är ett slags hemoglobin som transporterar syrgas, koldioxidoch svavelväte från vattnet vid källorna till svavelbakterier i ettspeciellt organ i kroppen. Bakterierna lever inuti maskens egnaceller. De utvinner energi genom att omvandla svavelväte till svavel.I utbyte mot kemikalierna, och en skyddad miljö, tillverkarbakterierna sockerarter och andra ämnen som rörmasken behöver.Symbioser av den här typen är mycket vanligt där heta källor mynnarut i djuphavets mörker.

Marinbiologerna tyckte att rörmaskarna var så märkliga att de frånbörjan placerade dem i en ny stam i det hierarkiska system sombeskriver släktskapet mellan olika djur. Stammen är den högstakategorin i systemet. Hela djurriket delas in i drygt trettiostammar, vilket betyder att det är en mycket stor ära för ennyupptäckt art att hamna i en egen stam. Men gradvis uppstodoklarheter kring rörmaskens ställning. Dess larver visade sig påminnaom havsborstmaskarnas. I början av 1990-talet avslöjade DNA-analyseratt djuphavets rörmaskar faktiskt är släkt med havsborstmaskar somlever på grunda bottnar. Därmed hamnade kändisen från djuphavet i enegen familj tre våningar längre ner i det hierarkiska systemet. Ifrågan om biologisk exklusivitet innebar förflyttningen en klassresaspikrakt nedåt.

Faunan bär spår av invandring

På liknande sätt har forskare förenat flera familjer av djur frånvarma djuphavskällor med nära släktingar i mera normala omgivningar.Det är fortfarande teoretiskt möjligt att primitivt liv en gånguppstod i djuphavets extrema miljöer. Men de är inga reservat förlivsformer från jordens forntid. Faunan bär tydliga spår av senareinvandring. Det syns bland annat i analyser av fossil och DNA.

- Faunan vid källorna är i allmänhet inte äldre än 60 till 100miljoner år gammal, säger Anders Warén.

Vid varma källor i norra Stilla havet finns en nära släkting tillvalthornsnäckan, känd från Bohuslän och från välsorterade fiskdiskar.Båda arterna hör till en grupp av snäckor som bara finns som fossilyngre än 15 miljoner år. Längre än så kan de varma källornas snäckaalltså inte ha funnits i sin nuvarande miljö.

Genom historien har djuphavets oaser sett arter komma och gå. Ifossil från Uralbergen dominerar armfotingar, en marin djurstam som idag bara har kvar en spillra av sin forna artrikedom. Numera är olikaslags musslor betydligt vanligare.

Hittills har forskarna beskrivit ungefär 700 djurarter som lever vidvarma källor djupt nere i havet, varav många bara finns där. De harmycket gemensamt med tidigare kända arter, men somliga organismer harutvecklat extrema förmågor. Ett exempel på det är masken Alvinellapompejana, världens värmetåligaste djur. Den klamrar sigfast utanpå de skorstenar som bildas där grumligt hetvatten bolmarupp från bottnen. Masken lever inuti ett slags kylsystem som bestårav lodräta rör där svalare vatten strömmar in nedtill. Den klararutan problem temperaturer på upp till drygt 80 grader. Detvärmetåligaste djuret på land är en myra från Sahara som storknar närlufttemperaturen stiger över 55 grader.

Synorgan för värmestrålning

Många av djuren i djuphavsoaserna har tillbakabildade ögon, vilket ärytterligare ett tecken på att de har tillbringat en del av sinutvecklingshistoria på soligare platser. Vissa organismer har lärtsig utnyttja det svaga skenet från närmare 400 grader varma källor. Ifjol rapporterade amerikanska och tyska forskare att sådanvärmestrålning verkar driva fotosyntesen hos en tidigare okänd grönsvavelbakterie från 2 400 meters djup utanför Mexikos kust.

Räkan Rimicaris exoculata har utvecklat ett extra sinne för sammastrålning. Den saknar vanliga ögon. I stället har den ettslags synorgan för värmestrålning på ryggen under sitt genomskinligaskal. Det upptäckte en grupp djuphavsforskare ledd av Cindy van Dovervid The College of William & Mary i den amerikanska delstaten Virginia.- Vi tror att räkorna använder ögonen till att undvika att bli kokta,säger hon.

Räkorna är beroende av symbiotiska bakterier. De måste hålla sig närautloppet från varma källor där det finns gott om svavelväte förbakterierna. Men inte för nära. Ögonen på ryggen hjälper dem attstyra undan från skållheta strömmar. Systemet har dock sina brister.En undersökning visade att uppåt en tredjedel av räkorna har ärrefter brännsår.

Vid en djuphavskälla i Indiska oceanen har Cindy van Dover ocksåhittat en märklig snäcka med fjällig bepansring på foten och medsvalget fullt av symbiotiska bakterier. Hon skickade snäckantill Anders Warén, som senare i år kommer att publicera enfullständig beskrivning av den nya arten.

- Fjällen här är belagda med kattguld, alltså järnsulfid, säger AndersWarén och pekar på en snäcka som han förvarar i en syltburk fylld medsprit.

Snäckan är det enda kända djuret i världen som bygger in kattguld isin kropp. Även bepansringen och bakterierna i svalget gör arten unik.

Rosenträdgården försvann

Varma källor är numera kända från ett par hundra platser ivärldshaven. Djurlivet täcker ytor som sällan är större än ett parhundra kvadratmeter. Faunan är relativt artfattig och skiljer sigmellan olika platser. Rörmaskarna som dominerar i östra Stilla havetsaknas helt vid källorna mitt ute i Atlanten. Där frodas i ställetofta ett myller av räkor.

Under åren efter genombrottet i rosenträdgården år 1977 hittadeforskare liknande djur även på andra bottnar, men där är djuren intelika många och specialiserade som vid de varma källorna. UtanförLouisiana i södra USA pyser metangas och andra kolväten upp urbottnen från oljeförande berglager. Kemikalierna visade sig ge näringåt musslor och rörmaskar liknande dem som finns vid varma källor. Ochdykningar till ett fartygsvrak i Biscayabukten norr om Spanien imitten av 1980-talet bjöd på en stor överraskning: rörmaskar av sammatyp som finns vid varma källor klamrade sig fast på lådor fyllda medfrukt på det förlista fartygets däck. Förmodligen hade doften avsvavelväte från ruttnande frukt lockat till sig maskarnas larver.Senare har forskare på försök placerat ut geléklumpar som saktasläpper ut svavelväte flera hundra meter från varma djuphavskällor.Inom några månader rotade sig larver från djur vid källorna pågeléklumparna. Men de ratade geléklumpar som inte släppte ut någotsvavelväte. Doften av svavelväte, eller möjligen av svavelbakterier,verkar alltså locka till sig larverna.

Förmågan att hitta nya boplatser är avgörande för djur som lever avkemisk energi i djuphavet. Deras miljö är tillfällig. Ett tydligtexempel på det kommer från rosenträdgården utanför Galápagos. En nydykning med Alvin på samma plats för två år sedan avslöjade att helaträdgården var borta, förmodligen översvämmad av lava. Andra källorsinar på grund av att gångarna som transporterar havsvatten genomberggrunden korkar igen, eller därför att magmakroppen som värmervattnet svalnar. Samtidigt bildas nya källor på andra platser påhavsbottnen. Forskarna räknar med att livet kring en typiskdjuphavskälla blomstrar i mellan något decennium och några sekel.

Långlivade larver

De flesta ryggradslösa djur i havet har någon form av larver som kanspridas och leva som plankton. Larver som äter under färden kan klarasig i några veckor. De som förlitar sig på ett näringsförråd frånägget brukar bara hålla ut i några dagar. Detta gäller för välkändaarter från grunda vatten. Motsvarande siffror för djuphavetsorganismer är inte kända.

- Men man kan räkna med att deras larver måste hålla ut betydligtlängre om de ska ha någon chans att hitta en ny boplats, säger AndersWarén.

Världens värmetåligaste djur, masken Alvinella pompejana,har utvecklat en elegant lösning på problemet. Dess larver går idvala om de hamnar i det kalla vattnet bortom källornas hetta. Sedandriver de passivt med strömmarna, redo att vakna när varmare trakternalkas.