Deep Sea Biology – Dive & Discover
Rhian Waller ja Tim Shank
Maailman valtamerissä on noin 300 kertaa enemmän pinta-alaa elämälle kuin maailman mantereilla. Koska yli 75 % valtameren syvyyksistä sijaitsee 1000 metrin syvyydessä, valtamerten syvyydet ovat suhteellisen tutkimattomia ja viime aikoihin asti saavuttamattomissa. Tutkiessamme Galápagossaarten tulivuorten vedenalaisia rinteitä näemme elämää, jota kukaan ei ole aiemmin kuvannut. Näissä syvyyksissä elävät olennot ovat sopeutuneet elämäntapaan yhdessä maailman haastavimmista ympäristöistä.
Physophora hydrostatica. Nämä sifonofooriset eläimet koostuvat useista yksiköistä, joista kukin on erikoistunut johonkin toimintoon, kuten uintiin, ravintoon tai lisääntymiseen. Tämän ”modulaarisen” rakenteen ansiosta jotkin sifonofoorit voivat kasvaa hyvin suuriksi, yli 30 metrin syvyydessä. Vaikka useimmat sifonoforat elävät pinnan alapuolella, portugalilainen Man o’War on sellainen, joka lepää pinnalla kaasutäytteisen kellukkeen varassa.
Syvänmeri määritellään 200 metrin syvyydessä olevaksi valtameren osaksi. Tätä ympäristöä pidetään äärimmäisen ankarana, sillä sen lämpötila on alle 5 celsiusastetta, siellä vallitsee äärimmäinen paine (2000 metriä vastaa noin 200 kertaa merenpinnan ilmakehän painetta) ja siellä ei ole auringonvaloa. Syvänmeren eläimet ovat joutuneet kehittymään, usein epätavallisen ja ainutlaatuisen sopeutumisen kautta, elääkseen, lisääntyäkseen ja menestyäkseen näissä ainutlaatuisissa olosuhteissa.
Vielä 1800-luvun loppupuolella monet ihmiset pitivät valtamerten suuria syvyyksiä liian ankarina elämälle. Tämän seurauksena se oli suurelta osin tutkimatta. Eurooppalaiset tiedemiehet alkoivat 1800-luvun alusta alkaen tutkia Pohjois-Atlantin syvyyksiä nähdäkseen, voisivatko he löytää elämää syvänmeren syvyyksistä. Ensimmäisten näytteenottojen perusteella, jotka viittasivat siihen, että syvänmeren syvyyksissä oli eläimiä, H.M.S. Challenger tilattiin maailmanympärysmatkalle, joka kesti vuodesta 1872 vuoteen 1876. Se onnistui löytämään monipuolista eläimistöä 5 500 metrin syvyydestä ja tekemään muita tärkeitä löytöjä. Lähes sata vuotta myöhemmin tanskalaisen Galathea-retkikunnan aikana tehdyissä syvänmeren tutkimuksissa löydettiin eläimiä Filippiinien vallihaudasta 10 190 metrin syvyydestä.
Me tiedämme, että elämää voi esiintyä valtamerten suurimmissa syvyyksissä, mutta miten nämä eläimet ovat sopeutuneet näihin äärimmäisiin ympäristöihin?
Syvänmeren eläimet ovat kehittäneet tapoja kiertää ongelmat, jotka liittyvät elämiseen alle 2000 metrin syvyydessä.
Auringonvalon puuttuessa suurissa valtamerten syvyyksissä, miten syvänmeren eläimet löytävät toisensa pimeässä?
Auringonvalon puute on johtanut ainutlaatuisiin visuaalisiin ja kemiallisiin mukautumisiin. Monilla kaloilla on kyky tuottaa kemiallista valoa, ilmiötä, jota kutsutaan bioluminesenssiksi, hapettamalla orgaanisia yhdisteitä.
Lukuisia teorioita bioluminesenssin tarkoituksesta on esitetty, mutta sitä ei vieläkään täysin ymmärretä. Tutkijat arvelevat, että valo saattaa auttaa lajeja kommunikoimaan, houkuttelemaan puolisoa tai saalista tai pelottamaan saalistajia. Monet syvänmeren eliöt ovat kehittäneet hyvin suuret alkeelliset silmät maksimoidakseen kykynsä nähdä tätä kemiallista valoa, kuten jotkut kallioharavoistamme kerätyt katkaravut.
Jotkut eläimet ovat kehittäneet ainutlaatuisia tapoja pyydystää saaliinsa. Kolmijalkainen kala, Bathypterois, kehitti pyrstöönsä suuret eväsäteet. Sen ansiosta se voi seistä hiekkaisella merenpohjalla ojennetuilla rintaevillä, jotka muistuttavat antenneja. Rintaevien avulla nämä syvänmeren kalat pystyvät aistimaan värähtelyt vedessä ja siten aistimaan saaliinsa sen lähestyessä.
Tuhannen metrin syvyydessä vallitseva valtava paine voi murskata ihmisen ilmatilat. Siksi Alvinin kaltaisissa sukellusaluksissa on paksu titaaninen painekehä, jossa ohjaaja ja tarkkailijat istuvat – jotta he eivät tunne tonnien painetta laskeutuessaan syvälle valtamereen.
Useimmilla vedenalaisilla eliöillä ei ole ilmatiloja. Ne koostuvat kokonaan nestemäisestä tai kiinteästä materiaalista, joten paine ei vaikuta niihin näissä tiloissa. Tämä aiheuttaa kuitenkin ongelman eläimille, jotka liikkuvat vesipatsaassa: miten eläin voi laskeutua 2000 metriin ja palata 1000 metriin tai meren pintaan ilman, että painovoima tekee siitä liian painavan uidakseen ylöspäin?
Valaat sukeltavat rutiininomaisesti hyvin syviin syvyyksiin. Ne tekevät sen ottamalla suuria henkäyksiä ilmaa puhallusreikiensä kautta, kun ne ovat pinnalla. Tämä ilma siirtyy keuhkoihin, mutta kun valas sukeltaa syvemmälle, paine pakottaa ilmaa erityisiin, rasvaisten öljyjen täyttämiin sivuonteloihin. Ilma sekoittuu näihin öljyihin muodostaen emulsiota, jolloin se ei voi murskautua.
Hait ja rauskut ovat neutraalisti kelluvia, koska niillä on suuret rasvaiset maksat (jotka kelluvat) ja pehmeä vesipitoinen liha (jotka uppoavat). Joillakin luisevilla kaloilla on uimarakkulat. Ne ovat kaasuonteloita, joihin pumpataan jatkuvasti kaasua sisään tai ulos kalan liikkuessa ylös ja alas vesipatsaassa. Tämä tarkoittaa, että ne voivat tehdä kehostaan raskaamman, jos ne haluavat mennä alaspäin, tai kevyemmän, jos ne haluavat uida ylöspäin. Syvänmeren lajissa Coryphaenoides, Grenadier-kalassa, on sekä suuri uimarakko että suuri rasvainen maksa. Tämä tekee niistä erityisen hyviä liikkumaan eri syvyyksien välillä.
Ruoan puute voi olla suuri ongelma syvänmeren eläimille. Pintavesissä kasviplanktoniksi kutsutut merikasvit käyttävät auringonvaloa kasvuunsa fotosynteesin avulla. Tämä on ensisijainen ravinnonlähde monille eläimille, jotka elävät pinnalla tai lähellä pintaa. Kun plankton kuolee, se vajoaa ja muuttuu syvemmällä vesipatsaassa elävien eläinten ravinnoksi. Vain 1 % tästä ravinnosta uppoaa 1000 metrin syvyyteen. Tämä johtuu siitä, että pintavesissä elävien eläinten määrä on suuri, joten suuri osa ravinnosta kuluu loppuun ennen kuin se ehtii vajota syvänteisiin.
Monet eliöt ovat haaskaeläimiä. Ne hyödyntävät näihin syvyyksiin päätyviä niukkoja resursseja, kuten valaiden raatoja, kalojen ulosteita ja kuolleita pintaplanktonkukintoja. Monet selkärangattomat, kuten sammakkojalkaiset, selviytyvät pinnalta putoavasta ravinnosta, ja niistä puolestaan tulee muiden suurempien lajien saalista.
Joka tutkimusretkellä löydetään lisää lajeja. Silti monia suuria mysteerejä on edelleen olemassa. Aiemmin sukupuuttoon kuolleeksi luultuja lajeja on löydetty elossa (kelakantti-kala on yksi esimerkki). Joitakin lajeja ei ole vielä löydetty elossa, kuten jättiläiskalmaria, kaari. Tekniikan kehittyessä voimme tarkkailla syvänmeren eläimiä entistä tarkemmin ja pidempiä aikoja, ja se varmasti opettaa meille entistä enemmän niistä suurista ja ihmeellisistä sopeutumisista, jotka ovat kehittyneet maailman valtamerissä.
Vasemmalla oleva kaavio osoittaa, miten valtameri on jaettu eri syvyysluokkiin. Oikeanpuoleinen kaavio osoittaa, kuinka syvälle valon eri värit tunkeutuvat valtameressä. Näet, että punainen valo ei ulotu kovin syvälle, siksi monet syvänmeren eläimet ovat punaisia, jotta ne ovat naamioituneita.