Een artikel dat zojuist is gepubliceerd in de Proceedings van de Royal Society B beschrijft twee opmerkelijk verschillende hydrothermale ventilatievelden die zijn ontdekt in de zuidelijke Golf van Californië. Ondanks dat ze relatief dicht bij elkaar staan, deze ventilatieopeningen bieden onderdak aan zeer verschillende dierengemeenschappen. Deze bevinding is in tegenspraak met een algemene wetenschappelijke veronderstelling dat naburige ventilatieopeningen vergelijkbare dierengemeenschappen zullen delen. In plaats daarvan, het nieuwe artikel suggereert dat lokale geologie en de chemie van ventilatievloeistoffen belangrijke factoren zijn die van invloed zijn op ventilatiegemeenschappen.

In 2012, wetenschappers van het Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) gebruikten onderzeese robots om een ​​nieuw hydrothermisch ventilatieveld te ontdekken langs de Alarcón Rise aan de zuidkant van de Golf van Californië. Voortzetting van de inspanningen in 2015, ze ontdekten een tweede, heel ander ventilatieveld in het Pescadero-bekken, slechts 75 kilometer naar het noorden.

Onder leiding van MBARI-wetenschappers, bij het onderzoek waren wetenschappers uit Mexico betrokken, Canada, Rusland, en Duitsland. Bij het opstellen van het recente artikel, ze analyseerden verzamelde organismen en video-enquêtes om de samenstelling van de gemeenschap te bepalen. Ze voerden ook DNA-analyses uit van watermonsters om larven van ventilatiedieren te identificeren en analyse van stabiele isotopen om de voedselvoorziening op elk ventilatieveld te beoordelen.

De wetenschappers vergeleken de dieren die in de ventilatievelden van Alarcón en Pescadero Basin leven met die in het Guaymas Basin, 400 kilometer naar het noorden, en op de East Pacific Rise, ongeveer 300 kilometer naar het zuiden. De onderzoekers vonden dat, ondanks hun nabijheid, de ventilatievelden van Alarcón en Pescadero ondersteunen radicaal verschillende dierengemeenschappen, slechts zeven van de 61 diersoorten delen.

Deze bevinding is in tegenspraak met een algemene wetenschappelijke veronderstelling dat naburige habitats vergelijkbare dierengemeenschappen zullen delen. In plaats daarvan, de resultaten suggereren dat de lokale geologie en chemie van de ventilatievloeistoffen een dominante rol spelen bij het structureren van de dierengemeenschappen. De bevindingen zijn relevant voor het beoordelen van de mogelijke ecologische effecten van mijnbouw op de zeebodem - wetenschappers moeten rekening houden met het unieke karakter van de lokale geologie en chemie en niet aannemen dat een gemeenschappelijke voorraad dierlijke larven naburige habitats zal koloniseren en herstellen.

Hoofdauteur Shana Goffredi, een MBARI-adjunct en universitair hoofddocent aan het Occidental College, uitgelegd, "Net als menselijke steden, de gemeenschap die zich in een bepaald gebied vormt, hangt niet alleen af ​​van wie op die locatie aankomt, maar ook of de onderliggende middelen geschikt zijn voor hun succes. Variatie in deze bronnen, fysiek of chemisch, draagt ​​sterk bij aan de diversiteit van de regio, wat belangrijk is voor de stabiliteit van de gemeenschap."

Hoewel buren, de ventilatievelden van Alarcón Rise en Pescadero Basin zijn geologisch heel verschillend. De zeebodem langs de Alarcón Rise is bedekt met jonge, verse lava, en de vloeistoffen die uit de ventilatieopeningen komen zijn erg heet (tot 360 graden Celsius) en rijk aan metaalsulfiden die donker worden, kruimelige schoorstenen die bekend staan ​​als 'zwarte rokers'. Dieren bij de Alarcón Rise zijn vergelijkbaar met locaties verder naar het zuiden (bijna 300 kilometer) op de East Pacific Rise.

In het Pescadero-bekken, echter, hydrothermale vloeistoffen gaan door dikke lagen modder op de zeebodem. Terwijl de hete hydrothermische vloeistof door deze modder stroomt, het "kookt" organisch materiaal, vorming van methaan (aardgas) en olieachtige koolwaterstoffen. De ventilatieopeningen van het Pescadero-bassin bevatten zeer weinig sulfide, en de oververhitte vloeistoffen produceren gigantische, licht gekleurd, carbonaatschoorstenen gestreept met donkere, olieachtige koolwaterstoffen.

De meeste dieren die bij de Pescadero-openingen worden gevonden, zijn wormen, en veel soorten zijn nieuw voor de wetenschap. De dominante kokerwormen (geslacht Oasisia) komen elders in de Golf niet veel voor. Verrassend genoeg, twee derde van de Pescadero-spleetdieren wordt niet gevonden bij ventilatieopeningen in het noorden en het zuiden.

Gedurende de laatste twee decennia, mariene biologen hebben geprobeerd te documenteren hoe dieren op de zeebodem erin slagen om zich van de ene afzonderlijke hydrothermale habitat naar de andere te verspreiden. De meeste vent-dieren laten microscopisch kleine larven vrij die worden gedragen door oceaanstromingen. Als sommige van deze larven lang genoeg overleven om een ​​andere hydrothermale bron te bereiken, ze kunnen zich op de zeebodem vestigen, volwassen worden, en een nieuwe vent koloniseren.

Deze kolonisatietheorie bracht ventilatiebiologen ertoe aan te nemen dat naburige ventilatievelden vergelijkbare dierengemeenschappen zouden moeten herbergen. Echter, het nieuwe artikel laat zien dat larven van één ventilatieopening mogelijk niet met succes een naburige opening koloniseren. MBARI-onderzoeker Shannon Johnson gebruikte high-throughput DNA-sequencing om larven te identificeren die uit het water rond de ventilatieopeningen waren verzameld. Haar resultaten toonden aan dat larven van andere locaties het Pescadero-bekken kunnen bereiken, maar de heersende geologische en chemische omstandigheden verhinderden blijkbaar hun vestiging en groei daar.

De onderzoekers concluderen dat tal van factoren van invloed zijn op de samenstelling van de dierengemeenschappen die bij bepaalde ventilatieopeningen worden aangetroffen. Water diepte, geologie van de zeebodem, temperatuur en chemie van de ontluchtingsvloeistoffen, en het vermogen van larven van andere ventilatieopeningen om de site te koloniseren, spelen allemaal een rol. Gezien het ontwikkelen van inspanningen om diepzee hydrothermale ventilatievelden te ontginnen voor edele metalen, de wetenschappers die bij dit onderzoek betrokken zijn, suggereren dat natuurbeschermers en beheersinstanties een breder scala aan factoren in overweging moeten nemen bij hun inspanningen om de milieueffecten en de veerkracht van getroffen gemeenschappen te voorspellen.