Hydrothermale bron

Biologische gemeenschappen

Diepzeeorganismen hebben geen toegang tot zonlicht, zodat zij afhankelijk zijn van voedingsstoffen in de chemische afzettingen en hydrothermale vloeistoffen waarin zij leven. Vergeleken met de omringende zeebodem is de dichtheid van organismen in de zones met hydrothermale ontluchtingen echter 10.000 tot 100.000 maal groter.

Hydrothermale boorgatgemeenschappen kunnen zo'n grote hoeveelheid leven in stand houden omdat boorgatorganismen voor hun voedsel afhankelijk zijn van chemosynthetische bacteriën. Deze bacteriën gebruiken zwavelverbindingen, met name waterstofsulfide, een chemische stof die zeer giftig is voor de meeste bekende organismen, om organisch materiaal te produceren via het proces van chemosynthese.

De chemosynthetische bacteriën groeien uit tot een dikke mat die andere organismen aantrekt, zoals amfipoden en roeipootkreeftjes, die de bacteriën rechtstreeks afgrazen. Grotere organismen zoals slakken, garnalen, krabben, reuzenkokerwormen, vissen en octopussen vormen een voedselketen van roofdier- en prooirelaties boven de primaire consumenten.

De belangrijkste groepen organismen rond zeebronventilatoren zijn wormen, buikpotigen en schaaldieren, waarbij grote tweekleppigen en "oogloze" garnalen het leeuwendeel uitmaken van de niet-microbiële organismen.

Kokerwormen vormen een belangrijk deel van de gemeenschap rond een hydrothermale vent. Zij absorberen voedingsstoffen rechtstreeks in hun weefsels. Er zijn ongeveer 285 miljard bacteriën per ons kokerwormweefsel.

Kokerwormen hebben rode pluimen die hemoglobine bevatten. Hemoglobine verbindt waterstofsulfide en geeft het door aan de bacteriën die in de worm leven. In ruil daarvoor voeden de bacteriën de worm met koolstofverbindingen.

Andere voorbeelden van de unieke fauna die dit ecosysteem bewoont, zijn de buikpotige Crysomallon squamiferum, een slakkensoort met een voet die verstevigd is met schubben van ijzer en organisch materiaal, en de "Pompeïworm" Alvinella pompejana, die bestand is tegen temperaturen tot 80°C (176°F).

Er zijn meer dan 300 nieuwe soorten ontdekt bij hydrothermale bronnen, waarvan vele "zustersoorten" zijn van andere soorten in geografisch gescheiden gebieden. Er wordt wel beweerd dat voordat de Noordamerikaanse plaat de Mid-Atlantische Rug omspande, er één biogeografisch ventgebied was in het oostelijk deel van de Stille Oceaan. De daaropvolgende reisbarrière heeft geleid tot de evolutionaire divergentie van soorten op verschillende locaties. De voorbeelden van convergente evolutie tussen verschillende hydrothermale bronnen worden gezien als een belangrijke ondersteuning voor de theorie van natuurlijke selectie en evolutie in het algemeen.

Een soort fototrofe bacterie is aangetroffen in de buurt van een black smoker voor de kust van Mexico op een diepte van 2.500 m (8.200 ft). Zo ver in het water dringt geen zonlicht door. In plaats daarvan gebruiken de bacteriën, die tot de familie der Chlorobiaceae behoren, de zwakke gloed van de black smoker voor fotosynthese. Dit is het eerste in de natuur ontdekte organisme dat voor de fotosynthese uitsluitend gebruik maakt van ander licht dan zonlicht.