Содержание:
Пещера Мовиле в Румынии: замкнутая экосистема
Только представьте себе пещерный лабиринт, изолированный от внешнего мира, где ползают пауки, скорпионы, черви и другие причудливые существа. Это уникальное природное явление напоминает, скорее, подземный мир Жюля Верна («Путешествие к центру Земли»), чем реально существующее место. Пещера Мовиле в Румынии, обнаруженная в 1986 году, является одним из самых изолированных мест на Земле, которое оказалось плодотворной локацией для исследований ученых. Они полагают, что изучение этой необычной пещеры может дать ответы на многие вопросы, в том числе о появлении жизни на Земле.
Затерянный мир мутантов
В 1986 году во время строительных работ была случайно обнаружена пещера Мовиле, которая расположилась недалеко от западного побережья Черного моря. Позже было выявлено целое тайное царство странных живых существ, которые явно были отрезанными от внешнего мира в течение многих поколений. Среди них пауки, пиявки, многоножки, жуки, плоские черви, клещи, а также такие водные обитатели, как водяные скорпионы и черви нематоды.
Пещера Мовиле — замкнутая экосистема, уникальность которой состоит в том, что практически все живые организмы независимы от энергии солнечного света. Поэтому здесь нет фотосинтезирующей растительности. Необычные существа подпитываются энергией от метаболизма сероводорода, осуществляемого плотными пластами из бактерий, которые живут на стенах пещеры. Эти бактерии вырабатывают серную кислоту, с помощью которой увеличиваются внутренние объемы самой пещеры из-за выжигания пространства в известняковых породах.
Особенности пещерной экосистемы
Воздух просачивается в пещеру через крошечные трещины, однако атмосфера очень сильно отличается от внешней: углекислого газа здесь в 100 раз больше, чем на поверхности, а кислорода в 10 раз меньше; также имеется увеличенное содержание сероводорода, произведенного природными серными источниками. Обычные животные мгновенно реагируют на малейшие изменения в уровне кислорода и стараются быстро покинуть то место, где обнаруживаются посторонние примеси в воздухе.
Глаза представляют собой сложные структуры, подверженные болезням и травмам. Если живое существо каким-то образом попало в экстремальные пещерные условия, полную темноту, то это может привести к повреждению поверхности глаз, гнойным инфекциям, которые провоцируют гибель животного. Кислая среда также имеет пагубные последствия для здоровья глаз.
Многотысячная история румынских пещер предоставила многочисленным поколениям своих обитателей достаточно времени для максимальной адаптации к новому окружению. Эта адаптация основывается на изначально заложенной генетической информации, а также адаптивных потерь и дефектов в процессе постепенных мутаций.
Географические и экологические особенности
Пещера Мовиле (Румыния) находится недалеко от города Мангалия, в юго-восточной части страны, всего в нескольких километрах от Черного моря. Вход представляет собой вал глубиной 18 метров. Общая протяженность этой относительно небольшой пещеры с узкими проходами, покрытыми глиной, составляет около 300 метров. В нижней части располагается небольшое озеро.
Когда климат Земли изменился 5,5 миллионов лет назад, пройдя путь от тропического к более умеренному, единственными животными, которые сумели выжить, были те, кто остался жить в глубоких теплых пещерах под землей. Пещера Мовиле является одной из самых необычных экосистем Земли, будучи населена разными видами беспозвоночных животных, которые приспособились к жестким условиям своей подземной тюрьмы. Более или менее изученными являются 46 видов наземных и водных беспозвоночных, 31 из которых ранее нигде больше не встречался.
Пещера Мовиле (Румыния): фото беспозвоночных
Подавляющее большинство пещерных обитателей принадлежат классу паукообразных, ракообразных и насекомых. Восемнадцать видов гидробионтов включают в себя плоских, круглых (нематоды, коловратки), кольчатых червей, а также слепых пиявок, улиток и плотоядных водяных скорпионов. В пещере обитают также ногохвостки, многоножки.
Пещера Мовиле на юге Румынии представляет собой совершенно уникальную среду. Несмотря на практически полную герметичность и отсутствие солнечного света, пещера является процветающей экосистемой, наполненной большим разнообразием форм жизни, от крошечных ракообразных до равноногих раков, моллюсков и паукообразных. На остальной части планеты экосистемы поддерживаются за счет таких первичных продуцентов, способными к фотосинтезу, как растения или водоросли, которые могут быть съедены высшими по пищевой цепи организмами.
В темных уголках, которых полна пещера Мовиле, первичными продуцентами являются бактерии, которые преобразуют углекислый газ в живую материю, плавающую на поверхности пещерных вод. Первичная продукция в темноте приводится в движение за счет химической энергии, полученной бактериями вследствие окисления сернистых соединений и аммиака в воде. Этот процесс называется хемосинтезом.
Необычная подземная экосистема является изолированной от внешнего мира на протяжении нескольких миллионов лет. Этот скрытый уголок подземной жизни совершенно не зависит от внешнего мира. Пещерный воздух наполнен вредными газами, однако в ней проживает множество диковинных животных. Метан и сероокисляющие бактерии являются основными первичными продуцентами, поддерживающими сложную пищевую сеть, которая включает в себя различные виды бактерий, грибков, приспособленных для жизни в полной темноте беспозвоночных. Эти и другие загадочные существа, неизвестные человечеству, уже давно стали источником вдохновения для натуралистов, ученых, писателей и кинематографистов.
Пещера Мовиле: Неземная жизнь на Земле
До недавнего времени казалось, что на Земле не осталось живых существ, которые были бы не известны ученым. Мы ищем что-то новое в космосе, но надо признать, что подземный и глубоководный мир нашей собственной планеты изучен довольно слабо. Именно там еще можно встретить невероятные чудеса.
Таким чудом для ученых стала пещера Мовиле в Румынии. Пять миллионов лет в ней существует жизнь в условиях, в которых она просто невозможна.
НЕЗЕМНАЯ ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ
Итак, в румынской пещере Мовиле в 1986 году была найдена замкнутая экосистема, никаким образом не связанная с земными условиями — ни с солнечным светом, ни с воздухом, ни с водой.
Вход в пещеру Мовиле
«Википедия» дает следующее определение замкнутым экосистемам: «Экосистема, не предполагающая какого-либо обмена веществом с внешней средой. В замкнутых экосистемах любые отходы жизнедеятельности одного биологического вида должны быть утилизированы как минимум другим видом».
Это чудо природы было обнаружено совершенно случайно, во время геологических исследований перед строительством электростанции рядом с городом Мангалия, расположенным в Трансильвании на побережье Черного моря. На глубине 18 м, в практически полностью затопленной пещере, геологи обнаружили целый мир, существующий в условиях, больше похожих на инопланетные, чем на земные.
В атмосфере пещеры почти полностью отсутствует кислород (7-10%), зато она насыщена сероводородом, содержащимся здесь в огромном количестве, углекислым газом, метаном и аммиаком.
Пять миллионов лет существует эта неземная земная жизнь, изолированная от внешнего мира. Биосистема удивительным образом приспособилась к необычным условиям. Вместо привычного нам фотосинтеза она использует хемосинтез — способ питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений.
В замкнутом каменном пространстве площадью примерно 1 200 м 2 , из которых на сегодняшний день исследовано всего 300 м 2 , ученые обнаружили около 50 видов живности (микроорганизмы, пиявки, пауки, скорпионы, насекомые). Чуть более 30 из них науке неизвестны.
Установлено, что жизнь в пещере зародилась в период раннего плиоцена, тогда же появились и вымерли родственные человеку австралопитеки, тогда же появились и первые люди.
По каким-то причинам пещера оказалась наглухо закрытой, возможно, поэтому ее обитатели не погибли во время ледниковых периодов. Им пришлось приспосабливаться к подземной жизни. Так и живут они уже 5 миллионов лет в темной известняковой пещере, с грязным озером, делящим надводную часть на три изолированные полости. Хорошо хоть вода в нем теплая (21 градус по Цельсию) благодаря термальным источникам.
ПЕЩЕРА СЛЕПЦОВ
У всех живых существ, обитающих в пещере, есть два общих признака: у них отсутствует окраска (обесцвечивание), так как живут они в кромешной темноте, и они абсолютно слепые, ведь без света зрение им ни к чему. В пространстве подземные жители ориентируются на ощупь и по запаху.
Как известно, в темноте обостряется слух, поэтому обитатели Мовиле научились улавливать малейшие вибрации камня, воздуха и воды. В замкнутых системах свои жизненные законы, и здесь очень хорошо развит симбиоз. Каждое существо помогает существовать и развиваться другому.
Водные виды обитают примерно в 10 см под поверхностью земли: там немного больше кислорода, чем внизу. А ниже могут выжить только организмы с анаэробным дыханием, то есть те, у которых энергия в организме вырабатывается без участия кислорода, полученного извне.
Надо сказать, что те, кто получают больше кислорода, изменились, по сравнению с анаэробными, меньше. Среди них эндемиков всего 25%. Отсюда можно сделать вывод, что морская или речная вода поступала сюда какое-то время после того, как пещера была отрезана от мира.
СЪЕСТЬ И ВЫЖИТЬ
Как и во всей природе, в Мовиле имеется своя пищевая цепочка, внизу которой стоят автотрофные бактерии, которые синтезируют органические вещества из неорганических, иными словами, превращают минералы в органику. Если растения на поверхности используют для фотосинтеза солнечный свет, то подземные жители для хемосинтеза окисляют сероводород. В итоге сера выпадает в осадок, а микроорганизмы получают энергию для синтеза органики из углекислого газа и воды.
Этими бактериями питаются другие, гетеротрофные бактерии и грибы. Затем последние объединяются в бактериальные маты и пленки, покрывающие стены пещеры и поверхность воды. Эти маты служат своеобразным пастбищем для других, более развитых живых существ: изопод, мокриц, скорпионов, которых, в свою очередь, поедают многоножки и пауки.
Под водой, под бактериальной пленкой, выстроена своя пищевая цепочка — там живут черви, ракообразные, улитки, а над ними — пиявки и водяные скорпионы.Улитки здесь чрезвычайно устойчивы к сероводороду и поедают бактериальную пленку; водяной скорпион охотится на ракообразных; хищные пиявки уплетают улиток, червей и других беспозвоночных.
И, надо сказать, вся эта экосистема работает довольно продуктивно. На 1 м 2 исследователи насчитали 1,5 тысячи коллембол, на которых охотились слепые пауки, очень напоминающие своих собратьев, живущих на Канарских островах, только зрячих. Значит ли это, что в плиоцене был примерно такой же климат?
НЕ ВЛЕЗАЙ, УБЬЕТ!
Долгое нахождение в пещере Мовиле представляет для человека смертельную опасность, это понятно, учитывая атмосферу в ней. Да и для жизни экосистемы такие гости вредны. Один только процесс дыхания спелеолога может вызвать дисбаланс газового состава атмосферы в пещере.
В целях сохранения этого чуда природы доступ в гроты разрешен только ученым-исследователям в специальных стерильных гидрокостюмах с аквалангами. Они могут посещать объект только два раза в месяц группой из трех человек. Пещера тщательно охраняется от людей и влияния внешней среды. Для этого на входе установлены два герметично закрывающихся люка.
Некоторые исследователи утверждают, что на сегодняшний день в мире известны только две замкнутые экосистемы: общепланетарная и пещера Мовиле. Но нет, все не так плохо. Ученые выделяют как минимум еще две экосистемы, существующие в похожих условиях.
ПЕЩЕРА ОСВЕЩЕННОГО ДОМА
В штате Табаско на юге Мексики есть пещера Кислая, представляющая собой лабиринт протяженностью 2 км. Ее иногда называют Пещерой освещенного дома, так как кое-где в нее все же проникает дневной свет через расщелины.
Совершенно ужасная картина ожидает того, кто осмелится посетить это неприятное место: со стен и потолка сочится самая настоящая серная кислота, на стенах повсюду висит разноцветная слизь, кое-где образуя студенистые сталактиты.
Дополняет все это отвратительный запах сероводорода. Серная кислота здесь появляется в результате окисления сероводорода, выделяющегося из-под земли и вступающего в реакцию с водой. Именно эта кислота и проела в известняке такой огромный тоннель.
Однако жизнь существует и в этих нежилых условиях. Здесь, как и в Мовиле, живут бактерии, окисляя сероводород и получая при этом энергию. Слизь на стенах — это полчища самых разных бактерий, но в ней живут еще клещи и черви, поедающие бактерии. На стенах обитают личинки мошек, которых здесь так много, что слышно, как они гудят.
Но, в отличие от Мовиле, в Кислой пещере можно встретить более высокоразвитых животных. В ручье на дне пещеры плавают стайки рыб, питающихся бактериями и личинками мошек. Хотя сам факт существования рыбы в растворе серной кислоты кажется невероятным! В верхних отделах пещеры, куда поступает немного воздуха, обитает шесть видов летучих мышей.
Ученым пока не удалось выяснить, откуда здесь сероводород. Существуют две гипотезы либо он поступает из нефтяного месторождения, находящегося неподалеку, либо всему виной вулкан Эль-Чичон, тоже расположенный по соседству.
ПЕЩЕРА ЛЕЧУГИЛЛА
Еще одна похожая экосистема находится в пещере Лечугилла в США. Это одна из самых глубоких пещер, ее протяженность в глубину составляет 0,5 км Жизнь в ней также полностью изолирована от внешнего мира в ее атмосфере содержите! огромное количество сероводорода.
Только, в отличие от двух других пещер, в Лечугилле имеются озера с прозрачной водой Но эта чистота и прозрачность обманчивы: вода непригодна для жизни обычных обитателе! водной среды. Тем не менее водоемы вполне обжиты бактериями, питающимися. марганцем. Стены же пещеры объедает другой вид бактерий.
Ничего удивительного, что эта экосистема заинтересовал специалистов НАСА. Они надеются получить ответ на вопрос есть ли жизнь на других планетах, где нет кислорода и органической пищи. И пещеры, подобные Мовиле, пожалуй, способы склонить ученых к положительному ответу.
Галина МИННИКОВА, журнал «Все загадки Мира», номер 2, 2019
Пещера Мовиле (21 фото)
В 1986 году во время геологических исследований перед строительством электростанции неподалеку от румынского города Мангалия на глубине около 18 метров была обнаружена закрытая пещерная система со своеобразными условиями. Питаемая подземными водами со значительным содержанием сероводорода (8-12 мг/л), пещера, названная Мовиле, имела свою атмосферу, бедную кислородом (7-10%), богатую углекислым газом (2-3.5%) и содержащую значительное количество метана (1-2%). Ее исследование началось в 1990 году.
Красотой эта относительно небольшая пещера (протяженность исследованной части около 300 м) с узкими проходами, покрытыми глиной, не поражает – стандартная известняковая грязная дыра с озером, делящим надводную часть на три изолированных полости. Фишка в другом.
Фишка в том, что эта пещера содержит уникальную экосистему, существовавшую и развивавшуюся последние предположительно 5 миллионов лет без связи с дневной поверхностью за счет хемосинтеза – причем не из одних микроорганизмов, как можно было бы предположить. В замкнутом каменном мешке площадью около 1200 м? было обнаружено 46 видов наземных и водных беспозвоночных, из них 33 – эндемичные, ранее неизвестные и нигде более не встречающиеся. Среди них членистоногие, пиявки и моллюски, не говоря уж о всяких коловратках и нематодах.
Предки всей этой компании попали под землю, как я уже сказал, около пяти миллионов лет назад – когда еще был жив твой, уважаемый читатель, общий предок с карликовым шимпанзе, а румынский климат был тропическим – и благополучно пересидели в теплых гротах все последующие ледниковые периоды, все больше и больше трогломорфируя, то есть приспосабливаясь к подземному образу жизни и «неземной» атмосфере.
Cлепой паук Agraecina cristiani наощупь патрулирует надводную часть грота в поисках коллембол и мокриц. Обитатели пещеры слепы и ориентируются на ощупь и по запаху (точнее, по химическому чувству – у беспозвоночных обоняние зачастую неотделимо от вкуса), а также улавливая малейшие вибрации камня, воздуха или воды.
В самом низу мовильской пищевой цепи стоят автотрофные бактерии – здесь они выполняют ту же роль, что растения на поверхности – то есть превращают минералы в органику, только не за счет солнечного света, а окисляя сероводород. В результате цикла органических реакций сера выпадает в осадок, а микроорганизмы получают энергию для синтеза органики из углекислого газа и воды.
Эти автотрофные бактерии служат источником пищи для других, гетеротрофных, бактерий и грибов. Все вместе они образуют бактериальные маты и пленки, покрывающие стены гротов и поверхность воды, особенно в третьем, дальнем воздушном колоколе, где атмосфера наиболее «неземная», и служат пищей для местной «травоядной» фауны – изопод, коллембол, мокриц, ложноскорпионов, на которых охотятся хищники – 5-сантиметровые многоножки и пауки. А под водой, с нижней стороны бактериальной пленки – своя пищевая пирамида: черви, ракообразные, улитки и верховные хищники – пиявки с водяными скорпионами.
Слева: многоножка Arheboreoiulus зр. ползет в темноте в поисках пищи. Справа: сухопутная мокрица Armadillidium tabacarui.
Крупнейший хищник мовильской экосистемы – сороконожка Criptops.
Пещера Мовиле в Румынии: инопланетный подземный мир на Земле
Токсичные газы, содержание которых превышает уровень кислорода, и странные формы жизни – именно так была представлена миру уникальная пещера Мовиле в Румынии, открытая в 1986 году. Нехарактерная для Земли удивительная экосистема и её необычные животные были обнаружены в уезде Констанца случайно, в ходе строительных работ, которые проходили в нескольких километрах от Чёрного моря.
История пещеры Мовиле и её обитателей
В этом подземном мире эволюция пошла совершенно иным путём, чем на поверхности Земли, поскольку на протяжении 5,5 миллионов лет пещера Мовиле оставалась изолированной от внешней среды. Хотя условия в ней совершенно не подходят для современных форм жизни, в ней обитает немало ползающих и ползучих животных, которые приспособились к обитанию в уникальной экосистеме этой пещеры.
Существует несколько теорий, которые поясняют наличие уникальных обитателей пещеры Мовиле в Румынии. Согласно одной из них, движение Африки на север в эпоху миоцена, в ходе которого Средиземное море было отделено от Атлантического океана, могло привести к миграции животных к запасам подземных вод, как, например, в Мовиле. Свободная от хищников пещера с тёплым микроклиматом и достаточным количеством пищи могла послужить убежищем для новых видов.
Тем не менее, различные бактерии, обнаруженные в пещере Мовиле, скорее всего появились здесь задолго до того, как образовалась эта подземная экосистема. Есть вероятность, что они, как и насекомые, попали под землю случайно, а затем стали размножаться и успешно существовать в этих условиях.
Согласно иной теории, животные появлялись в пещере Мовиле на различных этапах её существования. Эта версия базируется на основе того, что здесь встречается вид улиток, которые живут в пещере уже чуть более двух миллионов лет. Эта дата совпадает с ледниковым периодом, когда, вполне возможно, улитки нашли экосистему пещеры наиболее пригодным местом для обитания.
Современное значение пещеры
Животные пещеры Мовиле могут помочь исследователям найти ответы на многочисленные вопросы о том, как сформировалась жизнь на Земле и как развивались её первичные формы. Условия пещеры и её геотермальных источников, предположительно, идентичны тем, что изначально царили на планете, когда атмосфера и океанские воды представляли собой смесь углекислого газа, сульфидов, метана и аммиака – смертельной комбинации токсичных соединений, которые способны уничтожить большинство современных живых существ.
Тем не менее, при таких условиях в пещере Мовиле существует жизнь, а её обитатели могут дать истинное представление о первоначальной Земле. Кроме того, в связи с тем, что в результате глобального потепления атмосфера сильно загрязняется метаном и углекислым газом, обнаружение в пещере микробов, которые выживают в такой среде, может дать ключ к решению экологического кризиса.
Замкнутая экосистема Мовиле и её обитатели
Экосистема внутри пещеры Мовиле в Румынии абсолютно отличается от внешнего мира. Если в атмосфере содержится 21% кислорода и 0,03% углекислого газа, то в этой уникальной пещере содержится лишь 7-10% кислорода и 2-3,5% углекислого газа, а также 1-2% метана.
Кроме этого, вода и воздух в пещере Мовиле насыщены аммиаком и сульфидами. И хотя на Земле при таких условиях нет жизни, в этой уникальной замкнутой экосистеме подземного мира было обнаружено 48 видов живых существ, включая 33 эндемика.
Пищевая цепочка ведёт здесь себя совершенно уникальным образом. Бактерии используют хемосинтез для окисления серы и метана, производя питательные вещества для других микробов, которые затем очень быстро размножаются, образуя микробный мат на стенах пещеры и на дне водоёмов.
Мелкие насекомые и другие беспозвоночные питаются этими матами и, в свою очередь, становятся источником пропитания для более крупных хищников. Пауки, скорпионы, улитки, насекомые и пиявки – одни из наиболее крупных животных, которые обитают в пещере Мовиле.
Экологические угрозы
Хотя пещера Мовиле и её уникальные обитатели сохранялись на протяжении стольких лет, постоянно разрастающиеся города могут нарушить её хрупкую экосистему в ближайшем будущем. Вполне вероятно, что утечка отходов из канализаций может изменить водный состав пещеры и нанести вред её жителям. Вход людей в Мовиле для исследований также представляет угрозу для уникальной экосистемы.
Хотя научные исследования пещеры строго ограничены, а учёные одеты в стерилизованное снаряжение, при дыхании людей всё же выделяется некоторое количество кислорода и микробов в здешнюю атмосферу, что также может нанести вред хрупкой экосистеме. Очень важно сохранить этот уникальный подземный мир, ведь пещера Мовиле в Румынии способна дать ответы на многие загадки Земли и помочь понять, насколько возможна жизнь на иных планетах.
Пещера мовиле замкнутая экосистема
Человечество ищет неизведанное в глубинах космоса и на других планетах, забывая порой, что удивительное иной раз встречается гораздо ближе. Мир вокруг нас до сих пор полон загадок, с которыми можно столкнуться совершено неожиданно. Одной из таких необычайных находок стало сравнительно недавнее открытие подземной пещеры Мовиле в Румынии. На первый взгляд это небольшое сырое и темное подземелье не представляет никакого интереса – о нем не слагали легенд, здесь не случилось никаких выдающихся исторических событий и не бывали известные люди. Однако эта пещера по-настоящему уникальна. Ведь это, пожалуй, последняя естественная замкнутая экосистема на Земле, отделившаяся от остальной биосферы ни много ни мало 5,5 миллиона лет назад и пошедшая по своему собственному пути эволюции.
На поверхности нашей планеты практически не осталось неизученных мест, однако океанские глубины и подземный мир все еще могут хранить многие тайны. И, как показывает практика, обнаружить их можно совершенно неожиданно. Так, единственная известная на данный момент изолированная экосистема на планете Земля была открыта случайно.
В 1986 году неподалеку от румынского города Мангалия в Трансильвании, расположенном всего в паре километров от побережья Черного моря, начались геологические исследования перед строительством новой электростанции. И вот на глубине около 18 м геологи обнаружили небольшую закрытую карстовую пещеру. На самом деле рабочий по имени Кристиан Ласку туда буквально провалился.
Странные условия и непонятные существа, живущие в каверне, натолкнули геологов на мысль вызвать сюда ученых. Те, прибыв к месту будущего строительства, установили, что условия в пещере, названной Мовиле, весьма своеобразны и скорее походят на инопланетные, чем на земные. Эта пещера, заполненная воздухом с большим содержанием сероводорода и питаемая подземными водами, имела свою особенную атмосферу, бедную кислородом, но зато насыщенную углекислым газом и метаном, и была населена уникальными, не известными науке эндемическими видами животных и простейших.
Разумеется, никакую электростанцию здесь так и не построили и все работы под землей и на поверхности немедленно свернули. А пещеру Мовиле объявили заповедником, оградили ее от любопытствующих, снова изолировали от мира на поверхности и уже с 1990 года начали детальное исследование ее необычной экосистемы.
Особенное подземелье
Пещера Мовиле уникальна во всем, начиная со своего происхождения. Удивительно, но она является одной из трех существующих на Земле пещер, образовавшихся в результате воздействия на горную породу серной кислоты. Неудивительно, что в воздухе ее подземных гротов обнаружено аномально высокое содержание сероводорода. Помимо Мовиле существует только два таких же подземелья: Лечугилла на территории США и Кислая пещера в Мексике, также известная как пещера Освещенного дома.
Ученые считают, что отделение Мовиле от остальной биосферы Земли произошло не позднее, чем 5,5 млн. лет назад. Тогда климат нашей планеты как раз начал меняться, становясь более умеренным и холодным. Так что выживали только те существа, которые умели очень быстро адаптироваться к новым условиям, или те, что обитали в глубоких и теплых подземных пещерах. Видимо, в какой-то момент из-за сдвига слоев земли Мовиле, заселенная такими спасающимися от холода животными, была завалена и полностью отрезана от остального мира. Однако ее обитателям удалось не только выжить, но и со временем прекрасно приспособиться к тяжелым условиям в своей небольшой подземной тюрьме.
Уютным местом это подземелье никак не назовешь, да и особенной красотой оно не отличается. Это относительно небольшая пещера, исследованная часть которой имеет протяженность всего в 300 м . Вход в нее представляет собой узкий, прорытый в ходе георазведки, глинистый лаз глубиной 18 м. Сама же полость состоит из трех известняковых гротов, соединенных узкими, покрытыми глиной проходами . Пещера Мовиле практически полностью заполнена – в ее нижней части расположено самое настоящее подземное озеро, так что все более-менее крупные и пригодные для человека переходы между гротами расположены под водой. Пока ученые не установили, есть ли в надводной части более узкие ходы, облюбованные здешними обитателями, но предполагают, что вода делит сухую часть пещеры на три изолированны е друг от друга полости. При этом доподлинно установлено, что в остальном Мовиле идеально изолирована – туда на протяжении миллионов лет не поступали ни воздух, ни вода с поверхности, а подземное озеро подпитывают только подземные ключи. Вода здесь, кстати, довольно теплая – благодаря термальным источникам ее температура никогда не опускается ниже 21 0 С, а от нее греется и воздух. И, разумеется, на такой глубине вообще отсутствует какой-либо свет.
Сочетание всех этих необычных факторов и полная изолированность от остального мира и стали причиной образования поистине уникального микроклимата и вместе с ним единственной в своем роде экосистемы.
Уникальная экосистема
Необычный и неповторимый климат пещеры удостоился пристального внимания ученых, и не даром, ведь такой состав почвы, воды и атмосферы, сформировавшихся в совершенно естественных условиях и без какого-либо вмешательства человека, нигде на Земле больше не встречается.
Например, проведенный учеными изотопный анализ воды показал, что атмосферные осадки, да и вообще любая влага с поверхности в пещеру не просачиваются. Но это далеко не все ее особенности. В подземном озере содержится аномально большое количество сероводорода – не меньше 8 – 12 мг/л. Геологи и гидрологи предполагают, что он попал сюда из теплых серных источников – отсюда и тепло, и столь странный состав. К слову, в этой воде содержится также большое количество аммиака, делающего ее непригодной для питья.
Воздух в подземельях Мовиле по составу и качествам ничуть не лучше воды. Атмосфера здесь очень бедна кислородом – его уровень колеблется от 1/3 до 1/2 от привычной для мира на поверхности нормы. За все время наблюдений исследователи зарегистрировали здесь колебания его количества в рамках 7 – 10%, по сравнению с 21% кислорода вверху на свежем воздухе. А вот углекислого газа, что неудивительно, здесь в 100 раз больше, чем на поверхности: 2 – 3,5% по сравнению с 0,03% на поверхности. Помимо этого ученые нашли здесь еще и значительное количество метана, которого тут не меньше 1 – 2%, и аммиак с сероводородом, которые пусть и медленно, но все же испаряются с поверхности воды.
Анализ почвы также выявил совершенно непригодный для комфортной жизни состав. Все те же сера и аммиак в составе безжизненного на первый взгляд известняка.
Вследствие того, что пещера Мовиле была полностью изолирована от внешнего мира последние 5,5 млн. лет, в ней просто не могла не сформироваться своя уникальная экосистема. Здесь, под землей, без доступа солнечного света, она основана не на привычном нам фотосинтезе. На поверхности планеты энергия квантов света поглощается растениями и фототрофными бактериями и преобразовывается ими, что дает им такую важную для жизни планеты возможность поглощать углекислый газ и превращать его в органические вещества и кислород. Экосистема же пещеры Мовиле основана на хемосинтезе. Этот способ питания, присущий, к примеру, некоторым бактериям, основан на поглощении и усвоении углекислого газа, а источником энергии для него служат реакции окисления неорганических соединений, например, все того же известняка, из которого состоят стены гротов.
Стоит ли говорить, что практически любые известные нам животные мгновенно среагировали бы на такую обстановку, ведь они очень чутко чувствуют даже малейшие изменения в уровне кислорода и составе питьевой воды. Неприспособленные организмы не сумели бы долго находиться в пещере Мовиле без вреда для здоровья и жизни. Но и в этих, казалось бы, невыносимых и полностью непригодных для жизни условиях здесь тем не менее существует несколько десятков уникальных видов удивительных простейших и животных.
Крохотные обитатели маленького мира
В особенной экосистеме Мовиле и жизнь развивалась по особенным законам. Привычные нам экосистемы поддерживаются в стабильном состоянии за счет способных к фотосинтезу первичных продуцентов – организмов, которые способны производить органические вещества из неорганических , и чаще всего служащих первой ступенькой в пищевых цепочках . Во всем мире эту роль берут на себя растения и водоросли, которые потом съедаются другими живыми организмами. В пещере Мовиле в самом низу пищевой цепи находятся автотрофные бактерии, выполняющие , по сути , ту же роль, что и растения — за счет способности к хемосинтезу превращающие минералы в органику. Многие из них, помимо прочего, окисляют сероводород, метан и аммиак, которых в подземелье с избытком, в результате чего сера и прочие вредные вещества выпадают в осадок, воздух становится чище, а сами микроорганизмы получают энергию для синтеза органики из углекислого газа и воды.
В пещере Мовиле не найдено ни одного даже самого примитивного растения – эволюция этого маленького темного мира просто не оставила для них места. Зато хемотрофных бактерий здесь , по самым скромным подсчетам ученых , насчитывается никак не меньше 4 различных видов, среди которых впоследствии почти наверняка будут найдены и подвиды. Все вместе они образуют плотные и довольно толстые бактериальные маты и пленки, покрывающие все стены воздушных гротов и поверхность воды, и даже забирающиеся под воду на глубину до 10, а местами даже до 25 см. Особенно крупные колонии этих микроорганизмов обитают в третьем, самом дальнем от нечаянно пробитого в пещеру входа воздушном мешке, где атмосфера все еще не подверглась изменениям, вызванным притоком, пусть и минимальным, свежего воздуха, и все еще наиболее сильно отличается от наземной.
Еще одним несомненным плюсом существования хемотрофных бактерий является то, что в процессе переработки сероводорода они вырабатывают серную кислоту. И даже в столь незначительном количестве она постепенно разъедает и выжигает известняк стен, мало-помалу увеличивая внутреннее пространство подземелья. Пока ученые не подсчитали, каковы были размеры пещеры Мовиле в момент ее отделения от остального мира, но одно можно утверждать смело: 5,5 млн. лет назад это подземное вместилище могло быть на порядок меньше, чем сейчас.
Итак, эти автотрофные бактерии служат основным источником пищи в пещере, на них и держится сложная и строго упорядоченная пищевая цепь. Ими питаются другие, более сложные гетеротрофные бактерии, грибки и грибы, которые, в свою очередь, становятся едой для живущих здесь беспозвоночных.
Страна слепых
В небольшом каменном мешке площадью всего-то около 1200 м 2 учеными было обнаружено в общей сложности 48 видов живых существ. Причем среди них не только простейшие и микроорганизмы, как могло бы показаться. Натуралисты выделили 44 вида наземных и водных беспозвоночных – невиданное для такой крохотной экосистемы разнообразие. Тут и всевозможные членистоногие, от крохотных рачков и равноногих раков до довольно крупных пауков и скорпионов, и пиявки, и моллюски, а также многоножки, плоские черви и нематоды. Животный мир пещеры Мовиле интересен ученым и тем, что как минимум 33 вида здешних обитателей – эндемики. То есть ранее они не были известны науке и нигде более на Земле не встречаются. Сейчас ученые начали детальное исследование местной фауны. Правда, это непросто: уникальных животных нельзя выносить из охраняемой научным фондом пещеры, и не только потому, что непривычная внешняя среда станет для них губительной, но и потому, что хоть какой-то привнесенный извне дисбаланс в экосистеме Мовиле может разрушить ее.
Но и первые исследования по изучению обитателей подземелья уже принесли интересные результаты. Так, ученые сумели доказать, что предки этих животных действительно попали в пещеру еще в эпоху раннего плиоцена , когда на месте нынешней Румынии были тропические леса, а предков человека или человекообразных обезьян еще даже не существовало в природе. Ученые предполагают, что теплый микроклимат установился в пещере уже тогда, и несчастным попавшим в ловушку животным не пришлось адаптироваться ко всем последующим ледниковым периодам, что и дало им возможность потратить все силы на то, чтобы отлично трогломорфировать, то есть приспособиться к подземной жизни и привыкнуть к особенному , почти ядовитому составу местных воды и воздуха.
Пещера Мовиле, как уже говорилось раньше, отличается довольно редкими и сложными для жизни условиями – другое место, с хотя бы отдаленно похожими параметрами, найти будет, пожалуй, сложно. Так что вынужденные существовать в таких экстремальных условиях организмы в ходе эволюции обзавелись рядом примечательных особенностей. Благо для этого у них было предостаточно времени, а естественный отбор, постепенные изменения изначально заложенной генетической информации и закрепившиеся удачные мутации сделали свое дело. Местные животные научились по-новому питаться, охотиться, размножаться и даже свой внешний вид приспособили к окружающим условиям.
Все здешние обитатели белого или бледно-желтого цвета, так как их кожа и хитиновые пластинки не имеют пигментации. Природа буквально сэкономила силы, не тратя их на выработку ненужных здесь красящих веществ – ведь в темноте пещеры окрас все равно не виден и распознавать сородичей, маскироваться или предупреждать о чем-то посредством цветовой дифференциации бессмысленно.
К тому же обитатели подземелья от рождения слепы. Причем практически все обитающие здесь животные не просто не видят, а вообще лишены глаз – в кромешной темноте этот сложный, нежный и капризный орган животным попросту не нужен. Исключение составляют лишь пауки, которые, как и их наземные сородичи, могут похвастаться восемью глазами, правда, ничего не видящими, рудиментарными. Однако слепота никак не мешает здешним обитателям – напротив, по мнению ученых, большинство из обнаруженных здесь животных прекрасно ориентируются в своем подземном жилище. Одни делают это на ощупь, для чего у них со временем появились длинные усики, другие умеют улавливать малейшие колебания воды и воздуха, третьи приспособились находить путь по запаху, вернее, различать изменения химического состава окружающей среды – ведь у беспозвоночных обоняние очень часто неотделимо от вкуса.
Большинство пещерных обитателей принадлежат классу паукообразных, ракообразных и насекомых. Многие здешние слепые пауки, например Agraecina Сristiani, являются ближайшими родственниками наземных , которые сегодня водятся только на Канарских островах, что позволило ученым получить представление о румынском климате во времена плиоцена. Но самый крупный и опасный хищник пещеры Мовиле – не паук, а сороконожка Criptops, от которой почти не отстают многоножка Arheboreoiulus и сухопутная мокрица Armadillidium tabacarui. Неудивительно, что эти загадочные существа, живущие в пещере Мовиле, стали прекрасным источником вдохновения не только для натуралистов и ученых, но и для художников, писателей-фантастов и кинематографистов.
Водные виды обитателей Мовиле живут в основном в верхнем 10-сантиметровом слое воды, потому что только он хоть как-то насыщен кислородом. Ниже могут обитать только анаэробные бактерии. Здесь ученые обнаружили 18 видов гидробионтов, среди которых эндемиков в три раза меньше, чем среди обитателей поверхности – 25% против 75%. Ученые предполагают: то, что подводные виды меньше отличаются от своих собратьев из большого мира, может служить доказательством того, что сообщение пещеры с морскими или речными водами оборвалось много позже, чем связь с поверхностью суши.
Водные жители Мовиле также прекрасно приспособлены к здешним условиям. Так , бактериальный мат, лежащий на воде, научился поддерживать себя на поверхности, формируя в себе тысячи маленьких пузырьков воздуха, что позволяет рачкам и червям без проблем им питаться. А на них , в свою очередь , охотятся местные хищники.
Пищевые цепочки здесь вообще организованы удивительно гармонично. На бактериальных матах пасутся те из высокоразвитых живых существ, которые занимают в пещере нишу травоядных, например изоподы, крохотные рачки коллемболы и небольшие ложноскорпионы. А уже на этих питающихся бактериями «травоядных» существ , в свою очередь , охотятся хищные виды, которых здесь тоже немало, например многоножки и пауки. Под водой своя , не менее сложная пищевая цепочка: здесь бактериальную пленку едят черви, мелкие ракообразные и улитки, а теми, в свою очередь, питаются пиявки и водяные скорпионы Не nck о A nophthalma.
Может быть, поэтому продуктивность всей этой экосистемы очень велика: в небольшом замкнутом пространстве пещеры Мовиле на каждом квадратном метре исследователи насчитали, к примеру, до полутора тысяч коллембол.
И у всех видов здесь прекрасно развит симбиоз, можно сказать, что буквально каждое живое существо в пещере Мовиле в течение своей жизни обязательно помогает существовать и развиваться другому, а то и нескольким. На поверхности такие отношения между видами тоже встречаются, например, у муравьев и тли, когда первые защищают вторую от хищников и других внешних угроз, а взамен используют выделяемый ей сок в пищу. Но это происходит гораздо реже, чем здесь. Видимо, выживание в тяжелых условиях требует ежедневной взаимовыручки.
Так что жизненные циклы и законы в пещере Мовиле проверены веками, отлажены и работают как часы.
Стоит ли говорить, что атмосфера в пещере смертельно опасна для человека? Воздействие такой атмосферы на человеческий организм пока не изучено, так что исследователи, отправляясь в очередную экспедицию, вынуждены надевать специальные кислородные маски. Тем более неизвестно, как человек может отреагировать на непосредственный контакт с кем-либо из обитателей пещеры. Пока невозможно спрогнозировать, что случится, если кого-нибудь из ученых укусит многоножка Arheboreoiulus или паук Agraecina Сristiani.
Но и присутствие людей представляет не меньшую , а даже большую опасность для обитателей Мовиле. Даже простой выдох спелеолога, если он не будет тщательнейшим образом отфильтрован и очищен, может вызвать критический дисбаланс в составе атмосферы гротов, не говоря уже о попадании в замкнутую изолированную экосистему чуждых ей бактерий, микробов или вирусов.
И пусть эта пещера и сами ее обитатели непривлекательны для туристов, тем не менее Мовиле стала настоящим местом паломничества самых разных ученых и исследователей со всего света. Поэтому, понимая ее значение для науки и желая сохранить уникальную экосистему нетронутой, местные власти ввели для посетителей ряд неукоснительных правил, условий и строгих ограничений. Сегодня доступ в пещеру разрешен только в научных и исследовательских целях и только после получение официального разрешения комитета хранителей. К тому же такие посещения ограничены по времени всего двумя часами и проводятся только два раза в месяц, чтобы потревоженная флора и фауна пещеры успели беспрепятственно восстановиться. Научные исследования разрешается проводить небольшим группам, не более 3 человек за одно посещение. Кроме того , люди допускаются в пещеру Мовиле только в специальных стерильно чистых комбинезонах и обуви, а лучше вообще без нее. Последнее правило даже не вызывает неудобства, ведь большая часть подземелья затоплена водой, так что исследовать его без гидрокостюма и акваланга довольно затруднительно.
Но бесценные сокровища пещеры Мовиле приходится охранять не только от неосторожности ученых или излишне любопытных обывателей, с чем успешно справляется комитет хранителей и небольшой штат охраны. Экосистему пещеры приходится ограждать и от воздействия внешней среды, от которой гроты были изолированы столь долгое время , – ведь даже банальный приток свежего воздуха с поверхности может нарушить хрупкое равновесие в подземном мире. И чтобы сохранить экосистему пещеры такой, какой ее создала за 5,5 млн. лет сама природа, власти решили установить на входе в нее надежный герметичный барьер. Так что теперь пещера Мовиле надежно защищена от любых проникновений извне двумя стальными люками и герметичной крышкой.
В данный момент экосистема подземных гротов снова совершенно изолирована от остального мира, и смело можно говорить о том, что на Земле теперь существует две полностью замкнутые экосистемы – общепланетарная и биосистема пещеры Мовиле.
Правда, пока о ткрытия ученых и фотографии, сделанные в пещере, навевают мысли не о научных изысканиях, а о фантастических романах, например, о подземном мире Жюля Верна из «Путешестви я к центру Земли». Представьте себе мрачный пещерный лабиринт, полностью лишенный солнечного света и доступа свежего воздуха, где живут только диковинные и не похожие на привычных нам безглазые черви, пауки, скорпионы и вовсе неизвестные науке многоногие существа. Но исследователи полагают, что дальнейшее изучение этой уникальной пещеры и, главное, ее обитателей может пролить свет на многие все еще открытые вопросы, например, о механизмах эволюции и даже, возможно, о появлении жизни на Земле.