Hydrotermiske undervannskilder

På sjøbunnen, ofte på store havdyp og høyt trykk , hvor kontinentalplater møtes (platetektonikk) vil vulkansk aktivitet med høye vanntemperaturer gi opphav til hydrotermale skorsteiner (svarte skorsteiner, hvite skorsteiner) og fumaroler (l. fumus - røyk) med ustrømning av varme gasser (vanndamp, karbondioksid, hydrogensulfid (sulfatarer, jfr.vulkanen Sulfatara, Italia) fra revner i jordskorpen, som gir mulighet for vekst av kjemolitotrofe bakterier og økosystemer helt uavhengig av lys. Vanligvis er det oksygen tilstede som kan brukes som elektronakseptor, slik at de implisitt er avhengig av sollys og oksygenproduserende fotosyntese.

Hydrotermiske undervannskilder - Hydrotermiske ventiler. Utstrømning av mineralrikt lunkent vann fra undervannskilder på store havdyp (opptil 25oC) eller varmt surt vann (opptil 380oC) fra “svarte skorsteiner” hvor vanntemperaturen i omgivelsene vanligvis er ca. 2oC. Ofte på områder hvor kontinentalplater møtes i havet med undersjøisk vulkansk aktivitet. Organismer som lever på store havdyp er psykrofile og må kunne motstå høyt trykk (barotolerante eller barofile), hvor trykket stiger med 1 atmosfære for hver 10. meter ned i vannmassene. Undervannsfartøyet Kaiko kom i 1995 på bunnen av Mariane-gropen og Challenger-dypet, begge på nesten 11.000 meter. Det høye trykket på de store havdyp gjør at kokepunktet for vann blir flere hundre grader. Lys kommer ikke ned til disse stedene, men allikevel finnes det avanserte økosystemer som baserer seg på kjemosyntese, litotrofe bakterier/ kjemolitotrofe bakterier som utnytter energien i redoksreaksjoner ved å frakte elektroner fra hydrogensulfid (H2S/svoveloksiderende bakterier), hydrogen (H2/hydrogenoksiderende bakterier), ferrojern (Fe2+, jernbakterier), og mangan (Mn2+) hos henholdsvis jern- og manganoksiderende bakterier, karbonmonoksid (CO) og metan (CH4) hos metylotrofe bakterier, eller ammonium (NH4+) hos nitrifiserende bakterier, vanligvis med oksygen som elektron- og protonakseptor.

Mange av de kjemolitotrofe bakteriene lever i symbiose med dyr f.eks. rekken skjeggormer/skjeggbærere/pogonoforer (Pogonophora) med en kanal med svampvev (trofosom) som inneholder symbiotiske prokaryoter. Disse mangler munn, tarm og anus. Kjempeskjeggormen Riftia pachyptile med et rør av kitin er svært rasktvoksende og inneholder trofosom med bakterier som bruker hydrogensulfid (H2S) som elektron- og protonkilde, og oksygen som elektron- og protonakseptor, hvor det dannes karbohydrater med CO2 som karbonkilde,  og utfellinger av elementært svovel (So). Siden prosessen er avhengig av oksygen kan man si at den er sekundært avhengig av produksjon av oksygen fra fotosyntesen, forutsatt at oksygen ikke har annen opprinnelse.

 Trofosomene inneholder også enzymer for å assimilere karbondioksid bl.a. rubisko og andre enzymer i Calvinsyklus. Blodet i skjeggormene frakter oksygen med spesielle former for hemoglobin som ikke blir ødelagt av sulfid, samt hydrogensulfid og karbondioksid til bakteriene Andre dyr som lever symbiotisk i disse økosystemene er muslinger og havbørsteormer. I nærheten av de varme kildene lever bl.a. den metanogene og termofile Methanopyrus fra Archaea. Ved svarte skorsteiner kan man finne havbørsteormen (polychaeten) Alvinella pompejana, også kalt Pompeii orm.

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:25 - Sist endret 15. mars 2019 10:00