Направи дарение на училище!

Пещерата Мовиле е била откъсната от външния свят в продължение на милиони години. Въздухът ѝ е изпълнен с вредни газове и все пак е дом на огромно количество странни животни.

В Югоизточна Румъния, в село Констанца, близо до Черно море и границата с България, се намира неплодородна, безинтересна равнина. Безлюдното поле е абсолютно обикновено, с изключение на едно нещо.

Под нея има пещера, която е останала изолирана в продължение на 5,5 милиона години. През цялото това време обитателите на тази пещера са били откъснати от външния свят.

Въпреки пълната липса на светлина и отровната атмосфера, пещерата е изпълнена с живот. Има уникални паяци, скорпиони, мокрици и стоножки, много от които никога преди не са виждани от хората, и всички те дължат живота си на странна плаваща субстанция от бактерии.

През 1986 година работници в комунистическа Румъния тествали земята, за да проверят дали е подходяща за построяването на електроцентрала, когато се натъкнали на пещерата Мовиле. Румънският учен Cristian Lascu бил първият, който направил опасното спускане.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Оттогава пещерата е затворена от румънските власти. По-малко от 100 човека са били допуснати в пещерата – брой, равняващ се на хората, които са били на Луната.

Това е така, частично защото пътят до пещерата е много опасен.

За да влезеш, трябва да се спуснеш 20 метра надолу с въже през тесен процеп в земята. Единствената светлина идва от каската ти, която подскача насам-натам по стените докато се спускаш.

След това трябва да се катериш през тесни варовикови тунели, покрити с глина в постоянна тъмнина и температури около 25 градуса. Накрая тунелите отвеждат до голяма пещера, в която има езеро.

През 2010 година микробиологът Rich Boden, който по това време бил в Университета „Уоруик“ в Ковънтри, Англия, бил приблизително 29-тият човек, който видял пещерата.

„Доста е топло и е много влажно, затова ти се струва, че е по-топло, отколкото всъщност е, и с работен комбинезон и каска не е много приятно“, казва Boden, който сега е в Плимутския университет, Англия.

„Басейнът с топла, сулфидна вода мирише на развалени яйца или изгорена гума, когато го разбъркаш и се освободи сероводород.“

В залата с езерото атмосферата е изпълнена с опасни газове, предимно въглероден диоксид, както и сероводород от водата.

Нещо повече, във въздуха има малко кислород – съдържа само 10% за разлика от обичайните 20%. Без апарат за дишане съвсем бързо ще започне главоболие. Посетителите могат да останат долу само 5-6 часа преди бъбреците им да откажат.

За да изследвате останалата част от пещерата, трябва да се гмурнете в езерото и да се движите по тесни подводни канали, промъквайки се през тесни пространства в скалата, преди да изплувате във въздушни пространства, наречени „въздушни звънци“.

Да се прави това в абсолютна тъмнина е най-опасната част от изследването на пещерата. Вие сте далече от повърхността, така че заклещването или изгубването на пътя в лабиринта от тунели в пещерата би било летално. Преживяването е ужасяващо – и това е в случай, че нямате проблем с пълзящите гадинки.

Въпреки тъмнината и опасните газове, пещерата Мовиле е изпълнена с живот. Досега са идентифицирани 48 вида, включително 33, които не се намират никъде другаде по света.

Има всякакви видове припкащи и пълзящи неща. Охлюви и скариди се опитват да избегнат паяците и водните скорпиони. Във въздушните камбани пиявици плуват из водата и се хранят със земни червеи.

Странното е, че колкото по-тежък става въздухът, толкова повече животни има там. Съвсем не е очевидно защо това е така или как въобще оцеляват животните.

На повърхността растенията използват слънчевата светлина, за да извличат въглероден диоксид от въздуха и да го превръщат в органични съединения. Тогава те могат да използват тези съединения за растежа на листата, корените и луковиците. След това животните се хранят с тези тъкани.

Без слънчева светлина, животните в пещерата Мовиле изглежда са без хранителни ресурси.

В повечето пещери животните получават хранителните си ресурси от водата, която се стича по повърхността. Тази вода често може да бъде видяна във формата на сталактити или сталагмити.

Обаче пещерата Мовиле има гъст слой от глина по повърхността си, която е непромокаема. Когато Lascu за пръв път посетил пещерата, той не могъл да открие никакви сталактити или сталагмити или какъвто и да било друг знак за стичаща се по повърхността вода.

Мистерията се задълбочила когато учените анализирали водата в пещерата за радиоактивен цезий и стронций. Ядрената авария в Чернобил през 1986 година освободила много от тези метали, които са стигнали чак до почвите и езерата в околността на пещерата Мовиле. Обаче изследването от 1996 година не показало никакви следи от тях в езерото.

Това означава, че водата не идва отгоре, от което следва, че извира отдолу. Изглежда, че водата идва от шуплести камъни, където е стояла 25 000 години.

Това обаче все още не обяснява как са оцелели животните в пещерата. Тестовете са показали, че протичащата вода не съдържа никакви хранителни елементи.

Вместо това, храната идва от странна пенлива пяна на повърхността на водата.

Този плаващ слой, който изглежда като мокра носна кърпичка и може да бъде разкъсан като хартия, съдържа милиони от автотрофни бактерии.

„Тези бактерии извличат въглерод от въглеродния диоксид точно като растенията“, казва Boden. „Нивото на въглеродния диоксид в пещерата е около 100 пъти по-високо от това в нормалния въздух. Но за разлика от растенията, те очевидно не могат да използват фотосинтеза, след като няма светлина.“

Вместо да използва светлина като източник на енергия, бактерията в Мовиле използва процес, наречен хемосинтеза.

„Те получават необходимата енергия… от химични реакции: ключовите са окисляването на сулфида, както и превръщането на серни йони в сярна киселина, или окисляването на амоняка, намиращ се в подземните води, в нитрат“, казва Boden.

Тази хемосинтетична бактерия помага в обяснението защо пещерата е толкова голяма, а въздухът е толкова изпълнен с въглероден диоксид.

„Сярната киселина разяжда варовика, което постепенно разширява пещерата“, казва Boden. „Процесът освобождава въглероден диоксид и това е причината нивата да са толкова високи“.

Друга голяма група бактерии получава енергия и въглерод от метановия газ, който се издига в балончета от водите в пещерата. Те се наричат метанотрофи.

Boden описва метанотрофите като „мрляви консуматори“, които „постоянно пропускат метаболитни междинни продукти като метанол и формиат“ в заобикалящата ги вода. След това тези химикали са храна за други видове бактерия.

Всичко това може да звучи много странно и в някои отношения наистина е. Мовиле е единствената пещера, за чиято екосистема се знае, че се поддържа по този начин, и е единствената такава екосистема на сушата.

Но според микробиолога J. Colin Murrell от Университета на Източна Англия в Норич, Великобритания, бактериите в пещерата Мовиле са изключително прости и не чак толкова необичайни.

„Бактерията получава всичкия въглерод от един източник, независимо дали е метан или въглероден диоксид“, казва Murrell. „Това означава, че всички компоненти на клетките им, дали ДНК или ядра, липидите в клетъчната им мембрана и протеините в ензимите им, са съставени от една и съща проста съставка.“

Бактериите в Мовиле са много подобни на всички останали, въпреки че са били хванати в капан в пещерата в продължение на повече от 5 милиона години.

„Метанотрофите са навсякъде: в римските терми, на повърхността на океанската вода, в устата на добитъка и вероятно в човешката уста и черва“, казва Boden. „Автотрофната бактерия от същия вид, който открихме в Мовиле, се намира в почти всички почви и по повърхността на кожата“.

Не може да се каже същото за останалите животни в пещерата обаче. Милионите години на изолация са ги трансформирали.

Много от тях са родени без очи, които биха били безполезни в тъмнината. Почти всички са полупрозрачни, тъй като са загубили пигмента си. Много от тях имат свръхдълги придатъци като антени, които им помагат да напипат пътя си в тъмнината.

Няма мухи в пещерата Мовиле, но паяците все пак плетат паяжини. Малки безкрили насекоми подскачат във въздуха и се хващат в тях.

През 1996 година изследователите са категоризирали животните в пещерата. Те включват 3 вида паяци, стоножка, 4 вида изоподи (групата, която включва мокриците), пиявица, която не е виждана никъде другаде по света, и насекомо с необичаен вид, наречено воден скорпион.

Странното е, че един от видовете паяци е тясно свързан с паяк, открит на Канарските острови, които се намират на 4000 км на запад, над северозападния бряг на Африка.

Това повдига въпроса как и защо животните са се озовали в пещерата?

Едната теория е че в края на Миоценната епоха преди около 5,5 милиона години, климатът в северното полукълбо се променил. Когато Африка се изместила на север, тя спряла вливането на Атлантическия океан в Средиземно море, което я изсушило.

Това може да е принудило животните да потърсят убежище в сернистия подводен свят на пещерата Мовиле. Би могло да бъде рай, с термални води, които осигуряват постоянна топлина, никакви съперници или хищници и богат източник на храна.

Проблемът на тази теория е, че е трудно да се докаже.

„Много е вероятно бактериите да са били там много по-дълго от 5 милиона години, но животните са се оказали затворени там в този период“, казва Murrell. „Те може просто да са попаднали там и да са останали в капан, когато паднало варовиковото образувание, което запечатало пещерата, докато тя не била открита през 1986.“

Възможно е и различните животни да са попаднали там по различно време. Проучване от 2008 година на единствения охлюв в пещерата Мовиле предполага, че може да е там от едва 2 милиона години. Когато проникнал в пещерата, ледниковият период тъкмо започвал и е възможно охлювът да е избягал от студа като е слязъл под земята.

Както и да са се озовали там, обитателите на пещерата изглеждат заклещени там завинаги. Ние можем да научим много от тях.

Способността на бактерията да окислява метана и въглеродния диоксид е от особен интерес. Тези парникови газове са най-големите виновници за глобалното затопляне, затова изследователите отчаяно търсят ефикасни начини да ги премахнат от атмосферата.

Микробите в пещерата Мовиле предлагат и намеци за това как е възникнал животът на Земята. Те са генетично подобни на тези, които се намират в геотермалните комини, които също са богати на въглероден диоксид, сулфиди и амоняк.

Условията на двете места може да са подобни на тези на най-ранната Земя. В ранните години на нашия свят светлината на слънцето била затъмнена от атмосфера, изпълнена с въглероден диоксид, метан и амоняк. Възможно е първите живи клетки да са подобни на тези, открити в пещерата Мовиле.

Почти 30 години след откриването ѝ, пещерата остава може би най-изолираната екосистема на планетата. Със сигурност има още много тайни за разкриване. Има още много организми, заровени в утайките на пещерата, чакащи да бъдат идентифицирани и те могат да ни помогнат да разкрием някои от най-потайните въпроси за същността на живота.

Превод: Никол Николова

Източник: BBC

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!