Deep Sea Biology – Dive & Discover
Door Rhian Waller en Tim Shank
De oceanen van de wereld hebben ruwweg 300 keer meer oppervlakte om leven te ondersteunen dan de continenten van de wereld. Omdat meer dan 75% van de diepe oceaan onder de 1000 meter ligt, zijn de oceaandieptes relatief onontdekt en tot voor kort ontoegankelijk. Als we de onderzeese hellingen van de Galápagos-vulkanen onderzoeken, zien we leven dat niemand eerder heeft gefotografeerd. De wezens die op deze diepten leven, hebben zich aangepast aan een manier van leven in een van ’s werelds meest uitdagende omgevingen.
Physophora hydrostatica. Een siphonophore, deze dieren zijn opgebouwd uit meerdere eenheden, elk gespecialiseerd voor een functie zoals zwemmen, voeding, of voortplanting. Door deze “modulaire” constructie kunnen sommige siphonoforen zeer groot worden, tot meer dan 100 voet in de diepe oceaan. Hoewel de meeste siphonoforen onder de oppervlakte leven, is de Portugese Man o’War er een die aan de oppervlakte rust, hangend aan een met gas gevulde drijver.
De diepzee wordt gedefinieerd als het deel van de oceaan onder 200 meter diepte. Deze omgeving wordt beschouwd als extreem ruw met temperaturen van minder dan 5 graden Celsius, extreme druk (2000 meter is gelijk aan ongeveer 200 maal de atmosferische druk op zeeniveau), en geen zonlicht. Diepzeedieren hebben zich moeten ontwikkelen, vaak door ongewone en unieke aanpassingen, om in deze unieke omstandigheden te kunnen leven, zich voort te planten en te gedijen.
Tot het einde van de 19e eeuw beschouwden veel mensen de grote diepten van de oceaan als te ruw om leven te kunnen ondersteunen. Als gevolg daarvan, was het grotendeels onontdekt. Vanaf het begin van de 19e eeuw begonnen Europese wetenschappers de diepten van de Noord-Atlantische Oceaan af te tasten om te zien of zij leven in de diepzee konden vinden. Op basis van een aantal eerste bemonsteringen die suggereerden dat er dieren in de diepe oceaan leefden, kreeg de H.M.S. Challenger opdracht voor een expeditie rond de wereld die duurde van 1872 tot 1876. De expeditie slaagde erin een grote verscheidenheid aan dieren te vinden tot op een diepte van 5.500 meter en deed ook andere belangrijke ontdekkingen. Bijna een eeuw later werden bij diepzee-expedities tijdens de Deense Galathea-expeditie dieren gevonden in de Filippijnse geul, op 10.190 meter.
We weten dat leven kan bestaan op de grootste diepten in de oceaan, maar hoe hebben deze dieren zich aangepast aan deze extreme omgevingen?
Diepzeedieren hebben manieren ontwikkeld om de problemen te omzeilen die gepaard gaan met het leven onder 2000 meter.
Gezien het gebrek aan zonlicht op grote oceaandieptes, hoe vinden diepzeedieren elkaar in het donker?
Het gebrek aan zonlicht heeft geleid tot unieke visuele en chemische aanpassingen. Veel vissen hebben het vermogen om chemisch licht te produceren, een fenomeen dat bioluminescentie wordt genoemd door organische verbindingen te oxideren.
Vele theorieën over het doel van bioluminescentie zijn naar voren gebracht, maar het wordt nog steeds niet volledig begrepen. Wetenschappers denken dat licht soorten kan helpen communiceren, een partner of prooi kan aantrekken, of roofdieren kan afschrikken. Veel diepzee-organismen hebben zeer grote rudimentaire ogen ontwikkeld om dit chemische licht zo goed mogelijk te kunnen waarnemen, zoals sommige garnalen die in onze rotsdreggen worden verzameld.
Sommige dieren hebben unieke manieren ontwikkeld om hun prooi te vangen. De driepotige vis, Bathypterois, ontwikkelde grote vinstralen in zijn staart. Hierdoor kan hij op de zanderige zeebodem staan, met uitgestrekte borstvinnen die op antennes lijken. De borstvinnen helpen deze diepzeevissen om trillingen in het water te voelen en zo hun prooi op te merken als deze nadert.
De immense druk op diepten onder 2.000 meter kan luchtruimten in mensen verpletteren. Daarom hebben duikboten als Alvin een dikke titanium drukbol waarin de piloot en de waarnemers zitten, zodat ze de tonnen druk niet voelen als ze afdalen in de diepe oceaan.
De meeste onderwaterorganismen hebben geen luchtruimten. Zij bestaan geheel uit vloeibaar of vast materiaal, zodat zij niet worden beïnvloed door de druk in deze ruimten. Dit levert echter een probleem op voor dieren die zich in de waterkolom voortbewegen: hoe kan een dier tot 2000 meter afdalen en terugkeren naar 1000 meter, of het oceaanoppervlak, zonder dat de zwaartekracht hem te zwaar maakt om naar boven te zwemmen?
Walvissen duiken routinematig naar zeer grote dieptes. Dat doen ze door grote teugen lucht door hun spuitgaten te laten stromen als ze aan de oppervlakte zijn. Deze lucht stroomt de longen in, maar als de walvis dieper duikt, dwingt de druk lucht in speciale sinussen die gevuld zijn met vette oliën. De lucht vermengt zich met deze oliën tot een emulsie, zodat deze niet kan worden verpletterd.
Haaien en roggen zijn neutraal drijfvermogen omdat ze grote vette levers hebben (die drijven) en zacht waterig vlees (dat zinkt). Sommige beenvissen hebben zwemblazen. Dit zijn gasholten waar voortdurend gas in of uit wordt gepompt als de vis zich op en neer beweegt in de waterkolom. Dit betekent dat ze hun lichaam kunnen verzwaren als ze naar beneden willen, of lichter maken als ze naar boven willen zwemmen. Bij de diepzeesoort Coryphaenoides, de Grenadiervis, is er zowel een grote zwemblaas als een grote vette lever. Hierdoor zijn ze bijzonder goed in staat om van de ene diepte naar de andere te gaan.
Het gebrek aan voedsel kan een groot probleem zijn voor dieren die in de diepzee leven. In het oppervlaktewater gebruiken zeeplanten, fytoplankton genaamd, het zonlicht om te groeien door fotosynthese. Dit is de voornaamste voedselbron voor veel dieren die aan of nabij het oppervlak leven. Wanneer plankton sterft, zinkt het en wordt het voedsel voor dieren die dieper in de waterkolom leven. Slechts 1% van dit voedsel zinkt tot een diepte van 1000 meter. Dat komt omdat er zoveel dieren in het oppervlaktewater leven, dat veel van het voedsel al op is voordat het de kans krijgt om in de diepe oceaan te zinken.
Veel organismen zijn aaseters. Zij maken gebruik van de schaarse hulpbronnen die deze diepten bereiken, zoals walviskarkassen, uitwerpselen van vissen en dode planktonbloei aan de oppervlakte. Veel ongewervelde dieren, zoals amfipoden, overleven op de voedselval vanaf het oppervlak en worden op hun beurt prooi voor andere grotere soorten.
Met elke expeditie worden meer soorten ontdekt. Toch bestaan er nog vele grote mysteries. Soorten die ooit uitgestorven werden geacht, zijn levend teruggevonden (de coelacanthvis is een voorbeeld). Weer andere soorten moeten nog levend worden gevonden, zoals de reuzeninktvis, boog. Naarmate de technologie verbetert, zullen we diepzeedieren langer van nabij kunnen observeren en ongetwijfeld nog meer leren over de grote en wonderbaarlijke aanpassingen die in de wereldoceanen zijn geëvolueerd.
Diagram links toont hoe de oceaan in verschillende dieptecategorieën is verdeeld. Het diagram rechts laat zien hoe diep de verschillende kleuren licht in de oceaan doordringen. Je kunt zien dat rood licht niet zo ver doordringt, daarom zijn veel diepzeedieren rood, zodat ze gecamoufleerd zijn.