Operacija „Whalefall“
Dno okeana abisalne zone, inače smatrano podvodnom pustinjom, karakterišu intenzivni uslovi životne sredine u vidu visokog pritiska, niskih temperatura i manjka svetlosti. Pored toga, odlikuje ga i nestašica organske materije – glavni izvor hrane organizmima u abisalnoj zoni predstavlja takozvani „marinski sneg“. Marinski sneg se sastoji iz detritusa, odnosno mrtve organske materije, koja potiče iz površinskih, eufotičnih slojeva okeana, i zajedno sa neorganskom materijom poput fekalija, peska, i prašine, „pada“, skupljajući se u svetle grudvice koje podsećaju na sneg. Ovaj „sneg“ se konzumira od strane vodenih organizama i, samim tim, razređuje do samog dna okeana, ostavljajući oskudan izvor hrane organizmima ovih dubina.
Gusti „marinski sneg“
Izvor: https://ocean.si.edu/ecosystems/deep-sea/marine-snow-staple-deep
S obzirom na specifičan diverzitet organizama okeanskog dna batijalne i abisalne zone, postavlja se pitanje nastanka i opstanka složenijih formi života u ovako nepredvidivim i surovim uslovima. Jedna od teorija koje pružaju potencijalan odgovor na ovo pitanje kao zaslugu navodi povremeno javljanje masovnih izvora organske materije u obliku potonulih leševa uginulih kitova.
Uginuće kita, rađanje ekosistema
Nakon uginuća kita, koje se može desiti usled starosti, migracionog stresa, čak i povećane koncentracije toksina u vodi poreklom od algi, sudbina leša može biti različita.
Različiti ishodi po leš u zavisnosti od mesta uginuća i fizičkih faktora sredine
Izvor: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2020.00333/full
Prvi modeli za izučavanje unutrašnjosti organizama ovih bića od strane naučnika i prirodnjaka bili su kitovi nasukani na obalu; ovo je omogućilo otkrivanje novih vrsta koje većinu životnog veka provode na velikim dubinama i identifikovanje samo na osnovu fosila lobanje.
Redak prizor nasukanih kitova
Polarni medvedi se hrane nasukanim ostacima kita
Međutim, češća situacija jeste da kit ostane pri površini vode, plutajući usled nagomilavanja gasova u organima i tkivima tokom procesa raspadanja. Krajnji ishod nagomilavanja spomenutih gasova nije lep prizor, a podrazumeva mini-eksploziju prirodnog porekla.
Plutajući leš na površini vode, naduven od gasova usled raspadanja tkiva
Izvor: https://www.earthtouchnews.com/wtf/wtf/alien-pod-or-dead-whale/
Ubrzo, leš počinje da tone. Ukoliko se nalazi na manjim, gušće naseljenim dubinama, ishod je donekle očekivan, iako i dalje zadivljujuć: leš pruža ekosistemsku uslugu u vidu izvora hrane organizmima datog staništa i prolazi kroz prirodan proces raspadanja. Premestivši hipotetičku situaciju na veće, abisalne dubine, dobija se ekosistemska usluga znatno većeg značaja i uticaja – priliv ugljenika poreklom od jednog kita jednak je dvohiljadogodišnjem prilivu poreklom od „marinskog snega“. Na ogoljenom okeanskom dnu, ovakav iznenadni izvor velike količine organske materije dovodi do mahnitog okupljanja raznih organizama radi omogućene gozbe, koja prolazi kroz sukcesiju stupnjeva kolonizacije.
Okupljanje organizama okeanskog dna oko retkog izvora hrane
Izvor: https://transom.org/other-pieces/whale-fall-2/
Faza pokretnih lešinara
Već pri uginuću i plutanju na površini, materija u raspadanju privlači okolne lešinare. Pri zauzimanju krajnje pozicije na abisalnom dnu, formira se specifična zajednica organizama koji će tu naći pribežište od oskudice hrane – velike agregacije kolousta, grenlandske ajkule, jastozi i krabe, mekušci, kao i milioni amfipoda.
Organizmi koji se hrane mekim tkivom uginulih kitova
Izvor: https://oceanconservancy.org/blog/2019/10/18/whale-falls/
Hranjenje morskih organizama telom uginulog kita
Izvor: https://youtu.be/CZzQhiNQXxU
Kitovi, od davnina poznati i poželjni zbog velike količine masti u tkivima, koje su nekim kulturama omogućile prve izvore svetlosti, predstavljaju odličan izvor nutrijenata dubokomorskim organizmima.
Sveće dobijene od masti kita
Izvor: https://sicksadbookclub.wordpress.com/tag/spermaceti/
Hraneći se mekim tkivima, zajednica ima konstantan izvor hrane prosečno četiri godine od uginuća – na manjim dubinama je ova faza znatno kraća, dok ekstremni sredinski uslovi okeanskog dna omogućavaju duže očuvanje tkiva.
Faza oportunista
Nakon primarnog razlaganja leša, ostatak nepojedenog tkiva, kosti, i okolni organskom materijom posuti sedimenti bivaju kolonizovani od strane sitnijih rakova i gustih zajednica mnogočekinjastih crva, u trajanju od nekoliko meseci do 5 godina.
Na „whalefall“ ekosistemu u ovoj fazi su se primetile vrste prvi put opisane u nauci, smatrane za organizme specifično adaptirane za ovaj tip ekosistema. Ovde spada nekoliko vrsta roda Osedax, tzv. „bone-eating zombie worms“, koje se hrane kostima kita, kao i morski čekinjasti crv Ophryotrocha craigsmithi.
Crv iz roda Osedax
Izvor: https://ocean.si.edu/ocean-life/invertebrates/zombie-worms-crave-bone
Sulfofilična faza
Ubedljivo najdugotrajnija faza podrazumeva prisustvo anaerobnih bakterija čijom se razgradnjom lipida unutar kostiju emituju sulfidi, koji zatim omogućavaju formiranje gustih tepiha hemosintetskih bakterija, kao i kolonija dagnji i cevastih crva, koji prekrivaju površinu kostiju.
Gusti tepih bakterija preko površine kostiju, karakteristične žute boje
Izvor: https://www.npr.org/2019/09/13/760664122/what-happens-after-a-whale-dies
S obzirom na obilnu količinu lipida prisutnu unutar kostiju kitova, ova zajednica može da se održi od nekoliko decenija do više od jednog veka. Uočena je velika sličnost sa zajednicama hladnih podvodnih i hidrotermalnih izvora, pri čemu se navodi određena sličnost u diverzitetu vrsta: hladni izvori broje do 230 vrsta, „whalefall“ ekosistemi do 407, dok hidrotermalni izvori imaju i do 469 vrsta. Ova tri tipa staništa nazivaju se „oazama života“ dubokomorskih sredina, s obzirom na specifične uslove koji daju osnovu čak i za teoriju nastanka života na Zemlji. Kao takve, predstavljaju hot spotove za adaptivnu radijaciju i već su pružile uslove za specijaciju novih taksona.
Izobilje života u okviru hidrotermalnih izvora na dnu okeana
Izvor: https://pacmam.org/wp/marine-mammal-highlights-whale-poop-whale-falls/
Faza grebena
Nakon što se iz leša iscrpe sve hranljive materije, preostali kostur služi kao semipermanentna podloga za naseljavanje sedentarnih beskičmenjaka. Oni filtrativnom ishranom preuzimaju okolne organske materije, bilo usmeravanjem pomoću pipaka kao neki žarnjaci, ili prostim protokom vode kao kod sunđera. Štaviše, i u ovoj fazi je primećena, za nauku novoopisana, vrsta morskih sasa, Anthosactis pearsea. Specifičnost ove faze je u tome što je ona spekulativna – i dalje se ne može potvrditi, s obzirom na kratak vremenski period od kada je uopšte uočen fenomen „whalefall“ ekosistema i praćena njegova sukcesija.
Biološka pumpa ugljenika i uloga kitova u njoj
Po uzoru na sve prisutnije trendove prirodom inspirisanih rešenja za klimatske i druge (po planetu negativne) promene, neko se dosetio još jednog bitnog izvora za skladištenje ugljenika u prirodi, pored biljnih ekosistema. Kitovi, kao najveći organizmi na planeti, u svom tkivu skladište masovne količine ugljen-dioksida, dok značajno utiču i učestvuju na ciklus kruženja ugljenika u okeanima. Takozvani „whale pump“ je pojam koji opisuje način na koji kitovi sprovode ugljenik i druge elemente kroz različite dubine: ishrana se vrši na nešto većim dubinama, čime se ugljenik akumulira u njihovom organizmu, dok na površini izlučuju mineralne materije, omogućavajući rast fitoplanktona i dalje cikluse ishrane. Pri uginuću, ugljenik se sprovodi do većih dubina i biva izvorište za dubokomorske organizme.
Ilustrovani prikaz uloge kitova u kruženju ugljenika
Izvor: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169534722002798
Na ovaj način populacije kitova pružaju još jednu značajnu ekosistemsku uslugu, s tim da ona u moderno vreme postaje sve neprimetnija. Populacije kitova su prošle kroz značajnu redukciju brojnosti usled prekomernog izlova od strane ljudi, koji su u prošlom veku, radi sakupljanja njihovih masti, mesa, i kože, ubili oko 3 miliona jedinki.
Muktuk – tradicionalna hrana domorodačkih naroda Severne Amerike
Izvor: https://www.mashed.com/1239314/muktuk-the-inuit-dish-thats-made-from-whale-blubber/
Trenutno je ova tema aktuelna u finansijskom sektoru održivog razvoja, jer se prepoznaje njen potencijal u odnosu na druga, tehnološki usmerena rešenja održivog razvoja koja zahtevaju veća ulaganja. Ukoliko se usmeri pažnja na konzervaciju i povećanje brojnosti prirodnih populacija kitova, one mogu da učestvuju u skladištenju velikih atmosferskih koncentracija ugljen-dioksida u okviru „blue carbon” fenomena, time umanjujući uticaj efekta staklene bašte. Naravno, oslanjanje na ovu inicijativu ne predstavlja celokupno rešenje, već samo mali doprinos, i to samo u vidu adaptacije na povećane koncentracije ugljen-dioksida u atmosferi, umesto na mitigaciju istog.
Izvori:
- Camps, M. A. (2016). What lies beyong the death of a whale? All You Need Is Biology. Preuzeto 20. januara 2023, sa https://allyouneedisbiology.wordpress.com/2016/07/02/whale-falls/
- Chami, R., Cosimano, T., Fullenkamp, C., & Oztosun, S. (2019). Nature’s solution to climate change. International Monetary Fund. Preuzeto 21. januara 2023, sa https://www.imf.org/en/Publications/fandd/issues/2019/12/natures-solution-to-climate-change-chami
- Frost, E. (2013). Marine Snow: A Staple of the Deep. Smithsonian. Preuzeto 19. januara 2023, sa https://ocean.si.edu/ecosystems/deep-sea/marine-snow-staple-deep
- Li, Q., Liu, Y., Li, G., Wang, Z., Zheng, Z., Sun, Y., Lei, N., Li, Q., & Zhang, W. (2022). Review of the Impact of Whale Fall on Biodiversity in Deep-Sea Ecosystems. Frontiers in Ecology and Evolution, 10, https://doi.org/10.3389/fevo.2022.885572
- Martin, W., Baross, J., Kelley, D., Russell, M. J. (2008). Hydrothermal vents and the origin of life. Nature Reviews Microbiology, 6, 805–814. https://doi.org/10.1038/nrmicro1991
- Pearson, H. C., Savoca, M. S., Costa, D. P., Lomas, M. W., Molina, R., Pershing, A. J., Smith, C. R., Villaseñor-Derbez, J. C., Wing, S. R., & Roman, J. (2022). Whales in the carbon cycle: can recovery remove carbon dioxide? Trends in Ecology & Evolution, https://doi.org/10.1016/j.tree.2022.10.012
- Smith, C. R & Baco, A. R. (2003). Ecology of whale falls at the deep-sea floor. Oceanography and Marine Biology: an Annual Review, 41, 311–354.
- Smith, C. R., Glover, A. G., Treude, T., Higgs, N. D., & Amon, D. J. (2015). Whale-Fall Ecosystems: Recent Insights into Ecology, Paleoecology, and Evolution. Annual Review of Marine Science. 7:1, 571-596, https://doi.org/10.1146/annurev-marine-010213-135144
