Djuphavsbiologi – Dyk & Upptäck
av Rhian Waller och Tim Shank
Världens hav har ungefär 300 gånger mer yta för liv än världens kontinenter. Eftersom mer än 75 % av djuphaven ligger under 1 000 meter är havsdjupen relativt outforskade och tills nyligen otillgängliga. När vi undersöker Galápagosvulkanernas undervattensbackar ser vi liv som ingen tidigare har fotograferat. De varelser som lever på dessa djup har anpassat sig till ett sätt att leva i en av världens mest utmanande miljöer.
Physophora hydrostatica. En siphonofore, dessa djur består av flera enheter, var och en specialiserad för en funktion som simning, matning eller reproduktion. Denna ”modulära” konstruktion gör att vissa siphonofoner kan bli mycket stora, över 30 meter i djuphavet. Även om de flesta siphonophorer lever under ytan, är den portugisiska Man o’War en som vilar på ytan, upphängd av en gasfylld flytkropp.
Djuphavet definieras som den del av havet som ligger under 200 meters djup. Denna miljö anses vara extremt hård med temperaturer på under 5 grader Celsius, extremt tryck (2 000 meter motsvarar ungefär 200 gånger det atmosfäriska trycket på havsnivå) och inget solljus. Djuphavsdjur har varit tvungna att utvecklas, ofta genom ovanliga och unika anpassningar, för att kunna leva, föröka sig och trivas under dessa unika förhållanden.
Intill slutet av 1800-talet ansåg många människor att havets stora djup var för hårt för att kunna stödja liv. Därför var det i stort sett outforskat. Med början i början av 1800-talet började europeiska forskare sondera djupet av Nordatlanten för att se om de kunde hitta liv i djuphavet. Baserat på några inledande provtagningar som tydde på att djur levde i djuphavet beställdes H.M.S. Challenger för en expedition runt om i världen som varade från 1872 till 1876. Man lyckades hitta diverse djurliv på 5 500 meters djup och gjorde även andra viktiga upptäckter. Nästan hundra år senare hittade djuphavsforskningen under den danska Galathea-expeditionen djur från Filippinernas grav på 10 190 meter.
Vi vet att liv kan existera på havets största djup, men hur har dessa djur anpassat sig till dessa extrema miljöer?
Djuphavsdjuren har utvecklat sätt att komma runt de problem som är förknippade med att leva på under 2 000 meters djup.
Med tanke på bristen på solljus på stora havsdjup, hur hittar djuphavsdjuren varandra i mörkret?
Bristen på solljus har lett till unika visuella och kemiska anpassningar. Många fiskar har förmågan att producera kemiskt ljus, ett fenomen som kallas bioluminescens genom att oxidera organiska föreningar.
Många teorier om syftet med bioluminescens har lagts fram, men det är fortfarande inte helt klarlagt. Forskare tror att ljuset kan hjälpa arter att kommunicera, locka till sig en partner eller ett byte eller avskräcka rovdjur. Många djuphavsorganismer har utvecklat mycket stora rudimentära ögon för att maximera sin förmåga att se detta kemiska ljus, som vissa av de räkor som samlas in i våra stenmuddringar.
Vissa djur har utvecklat unika sätt att fånga sina byten. Tripodfisken, Bathypterois, utvecklade stora fenstrålar i sin stjärt. Detta gör att den kan stå på den sandiga havsbotten med utsträckta bröstfenor som liknar antenner. Bröstfenorna hjälper dessa djuphavsfiskar att känna vibrationer i vattnet och på så sätt känna av sitt byte när det närmar sig.
Det enorma trycket på djup under 2 000 meter kan krossa luftrummen i människor. Därför har undervattensfarkoster som Alvin en tjock tryckkula av titan där piloten och observatörerna sitter – så att de inte känner av de tonvis med tryck när de sjunker ner i det djupa havet.
De flesta undervattensorganismer har inga luftutrymmen. De består av helt flytande eller fast material, så de påverkas inte av trycket i dessa utrymmen. Detta utgör dock ett problem för djur som rör sig i vattenpelaren, hur kan ett djur gå ner till 2 000 meter och återvända till 1 000 meter, eller till havsytan, utan att gravitationen gör dem för tunga för att simma uppåt?
Hvalar dyker rutinmässigt till mycket djupa djup. Det gör de genom att ta stora klunkar luft genom sina blåshål när de är vid ytan. Denna luft rör sig in i lungorna, men när valen dyker djupare tvingar trycket in luften i speciella bihålor fyllda med fettoljor. Luften blandas med dessa oljor och bildar en emulsion, så att den inte kan krossas.
Hajar och rockor har neutral flytförmåga eftersom de har stora oljiga levern (som flyter) och mjukt vattenhaltigt kött (som sjunker). Vissa benfiskar har simblåsor. Dessa är gashålor som ständigt får gas pumpad in eller ut när fisken rör sig upp och ner i vattenpelaren. Detta innebär att de kan göra sina kroppar tyngre om de vill sjunka ner, eller lättare om de vill simma uppåt. Hos djuphavsarten Coryphaenoides, Grenadjärfisken, finns både en stor simblåsa och en stor oljig lever. Detta gör dem särskilt bra på att ta sig mellan olika djup.
Mängden mat kan vara ett stort problem för djur som lever i djuphavet. I ytvattnet använder marina växter som kallas fytoplankton solljuset för att växa genom fotosyntes. Detta är den primära födokällan för många djur som lever på eller nära ytan. När planktonet dör sjunker det och blir mat för djur som lever djupare ner i vattenpelaren. Endast 1 % av denna föda sjunker ner till 1000 meters djup. Detta beror på att antalet djur som lever i ytvattnet är stort och att mycket av maten förbrukas innan den hinner sjunka ner i djuphavet.
Många organismer är asätare. De använder sig av de magra resurser som når dessa djup, till exempel valkadaver, fiskutsmittor och döda planktonblomningar på ytan. Många ryggradslösa djur, som amfipoder, överlever på matfallet från ytan och blir i sin tur byten för andra större arter.
För varje expedition upptäcks fler arter. Ändå finns det fortfarande många stora mysterier kvar. Arter som en gång troddes vara utdöda har hittats levande (coelacanthfisken är ett exempel). Ytterligare andra arter har ännu inte hittats levande som jättebläckfisken, arch. I takt med att tekniken förbättras kommer den att göra det möjligt för oss att närmare observera djuphavsdjur under längre tidsperioder och säkert lära oss ännu mer om de stora och underbara anpassningar som har utvecklats i världens hav.
Diagrammet till vänster visar hur havet är indelat i olika djupkategorier. Diagrammet till höger visar hur djupt de olika färgerna av ljus tränger in i havet. Du kan se att rött ljus inte når så långt ner, det är därför många djuphavsdjur är röda, så att de är kamouflerade.