Ujście hydrotermalne to otwór w dnie morskim Ziemi, przez który uchodzi energia geotermalna. Woda morska dostaje się do środka, staje się bardzo gorąca i unosi się do góry. Najgorętsze z nich niosą wiele czarnych związków chemicznych i nazywane są czarnymi palaczami. Naukowcy znaleźli mniej białych palaczy. Ciepło ucieka spod ziemi w wielu miejscach. Jeśli znajdują się one na lądzie, są to zazwyczaj gorące źródła, gejzery lub fumarole. Wiele archeonów i bakterii żyje w pobliżu kominów hydrotermalnych, które znajdują się pod wodą. Żyją w nich olbrzymie robaki rurowe, małże i krewetki oraz wiele innych eukariontów. Uważa się, że najwcześniejsze znane formy życia żyły w pobliżu takich kominów.
Komin hydrotermalny
Zbiorowiska biologiczne
Organizmy głębinowe nie mają dostępu do światła słonecznego, więc muszą polegać na składnikach odżywczych zawartych w osadach chemicznych i płynach hydrotermalnych, w których żyją. Jednak w porównaniu z otaczającym dnem morskim, w strefach ujść hydrotermalnych zagęszczenie organizmów jest od 10 000 do 100 000 razy większe.
Społeczności ujść hydrotermalnych są w stanie utrzymać tak ogromne ilości życia, ponieważ organizmy żyjące w ujściach uzależnione są od bakterii chemosyntetyzujących. Bakterie te wykorzystują związki siarki, szczególnie siarkowodór, substancję chemiczną wysoce toksyczną dla większości znanych organizmów, do produkcji materiału organicznego w procesie chemosyntezy.
Chemosyntetyzujące bakterie rosną w grubą matę, która przyciąga inne organizmy, takie jak amfipody i widłonogi, które pasą się bezpośrednio na bakteriach. Większe organizmy takie jak ślimaki, krewetki, kraby, olbrzymie rurki, ryby i ośmiornice tworzą łańcuch pokarmowy składający się z drapieżników i ofiar, znajdujący się powyżej głównych konsumentów.
Głównymi grupami organizmów wokół otworów wentylacyjnych dna morskiego są robaki, ślimaki i skorupiaki, przy czym duże małże i "bezokie" krewetki stanowią większość organizmów niemikrobiologicznych.
Rurkowce stanowią ważną część społeczności wokół ujścia hydrotermalnego. Wchłaniają one składniki odżywcze bezpośrednio do swoich tkanek. Na jedną uncję tkanki dżdżownicy przypada około 285 miliardów bakterii.
Rurkowce mają czerwone pióropusze, które zawierają hemoglobinę. Hemoglobina łączy siarkowodór i przekazuje go bakteriom żyjącym wewnątrz robaka. W zamian bakterie odżywiają robaka związkami węgla.
Inne przykłady unikalnej fauny, która zamieszkuje ten ekosystem to ślimak Crysomallon squamiferum, gatunek ślimaka z nogą wzmocnioną łuskami wykonanymi z żelaza i materiałów organicznych, oraz "robak z Pompejów" Alvinella pompejana, który jest w stanie wytrzymać temperatury do 80°C (176°F).
Ponad 300 nowych gatunków zostało odkrytych w otworach hydrotermalnych, wiele z nich to gatunki "siostrzane" do innych, występujących w geograficznie oddzielonych obszarach otworów. Zaproponowano, że zanim płyta północnoamerykańska przesunęła Grzbiet Śródatlantycki, istniał jeden biogeograficzny region otworów wentylacyjnych na wschodnim Pacyfiku. Późniejsza bariera w podróży zapoczątkowała ewolucyjną dywergencję gatunków w różnych miejscach. Przykłady zbieżnej ewolucji pomiędzy różnymi otworami hydrotermalnymi są postrzegane jako główne wsparcie dla teorii doboru naturalnego i ewolucji jako całości.
U wybrzeży Meksyku, na głębokości 2.500 m (8.200 stóp), znaleziono gatunek fototroficznej bakterii żyjącej w pobliżu czarnego palacza. Światło słoneczne nie przenika tak daleko w głąb wody. Zamiast tego bakterie, należące do rodziny Chlorobiaceae, wykorzystują słabą poświatę z czarnego dymu do fotosyntezy. Jest to pierwszy odkryty w naturze organizm, który do fotosyntezy wykorzystuje wyłącznie światło inne niż słoneczne.
Pytania i odpowiedzi
P: Czym jest komora hydrotermalna?
O: Wywietrznik hydrotermalny to otwór w dnie morskim Ziemi, przez który wydostaje się energia geotermalna.
P: Co się dzieje, gdy woda morska dostaje się do otworu hydrotermalnego?
O: Woda morska wpływa do otworu hydrotermalnego, staje się bardzo gorąca i unosi się.
P: Czym są czarne kominy?
O: Najgorętsze kominy zawierają wiele czarnych substancji chemicznych i nazywane są czarnymi dymnikami.
P: Czym są białe kominy?
O: Naukowcy znaleźli mniej białych niż czarnych kominów.
P: Jakie inne zjawiska geotermalne występują na lądzie?
O: Jeśli zjawiska geotermalne występują na lądzie, są to zazwyczaj gorące źródła, gejzery lub fumarole.
P: Jakie organizmy żyją w pobliżu kominów hydrotermalnych?
O: Wiele archeonów i bakterii żyje w pobliżu kominów hydrotermalnych, w których żyją gigantyczne rurkoczułkowce, małże i krewetki oraz wiele innych eukariontów.
P: Co naukowcy sądzą o najwcześniejszych znanych formach życia?
O: Naukowcy uważają, że najwcześniejsze znane formy życia żyły w pobliżu kominów hydrotermalnych.