Bild: Adrian Glover

Rikt djurliv på havets okända lerslätter

Djuphavet upptar mer än hälften av jordens yta, och artrikedomen här kan vara större än någon annanstans. Ändå är de här miljöerna nästan helt outforskade. Men det kommersiella intresset för att bryta mineraler på havsbottnen har lett till att forskningen om den biologiska mångfalden i djuphavet har utvecklats, och till att många nya arter hittats.

Det mesta av det vi vet om biologisk mångfald och evolution baseras på studier av livet på land och i grunda hav. Men de relativt väl utforskade kontinenterna upptar bara 40 procent av jordens yta. Utan­för de smala kontinentalsocklarna tar det stora djuphavet vid, och om det vet vi nästan ingenting. Kartor över havsbottnarna kan se detaljerade ut på en jordglob, men har egentligen en upplösning på hela fem kilometer. Nya strukturer på bottnen upptäcks regelbundet under expeditioner.

Mer än halva jorden är ännu outforskad.

Kunskapen om vilka djur som lever på dessa lertäckta bottnar är om möjligt ännu mer bristfällig. Undersökningar har visat att mer än 90 procent av alla arter som lever i djuphavet återstår att upptäcka, namnge och beskriva vetenskapligt.

ABYSSALA SLÄTTER - DJUPA OCH NÄRINGSFATTIGA
Bottnarna på mellan 3 000 och 6 000 meters djup kallas för abyssala slätter. Namnet till trots handlar det inte om några helt platta landskap. Här finns gott om ryggar och mindre undervattensberg som kan sticka upp flera hundra meter från havsbottnen, men det är i de flesta fall inte tillräckligt för att de ska registreras på de kartor vi har. Där är upplösningen för låg.

Miljön på dessa slätter är extremt näringsfattig. De näringsämnen som finns är de som spiller över från hetvattenkällor längre bort, eller som utsöndras från någon enstaka val som dött och sjunkit till botten. I övrigt kommer näringen från ytan flera kilometer upp, men det som produceras där omsätts också där och endast cirka 1 procent når havsbotten.

1870-tals-expedition fann liv

Länge trodde forskarna att de abyssala slätterna saknade liv, men när den stora brittiska Challengerexpeditionen på 1870-talet tog de första biologiska proverna från de här bottnarna framträdde en annan bild. Förutom fiskar hittades bland annat ormsjöstjärnor, sjögurkor, koralldjur och svampdjur. Eftersom de flesta av de biologiska proverna togs med trål dominerades fynden av djur som var minst ett par centimeter stora och därmed fastnade i nätet. Under de efterföljande decennierna kunde ett par tusen nya arter beskrivas utifrån det insamlade materialet från Challengerexpeditionen.

Det dröjde dock fram till slutet av 1960-talet innan rutinmässig provtagnin­g av djuphavssedimenten kom igång. Detta skedde genom utvecklingen av en huggare, en så kallad boxcore, som i ett hugg tar upp en fjärdedels kvadratmeter av havsbottnen. När forskarna sållade sedimentet förstod de att där fanns en hittills ännu helt okänd och artrik fauna av små djur.

Boxcore är ett sedimentprovtagningsredskap som fungerar på stora djup. Ett hugg på 4 000 meters djup tar cirka fyra timmar att genomföra. Foto: Adrian Glover, Thomas Dahlgren och Helena Wiklund.

Eftersom sedimenten är så pass näringsfattiga består djurlivet här mestadels av väldigt små arter, de flesta är mindre än en centimeter stora. Antalet djur per ytenhet är också lågt. Om man gör ett hugg i bottnen på en kontinentalsockel, där näringstillförseln är hög, får man normalt upp 2 000 - 3 000 individer. I djuphavssedimenten hittas bara omkring 100 individer på samma yta. Men trots det låga antalet djur är den biologiska mångfalden stor. Bland detta hundratal individer i djuphavssedimenten finns lika många arter som bland de tusentals individerna på sockeln, vilket gör de här miljöerna till några av de mest artrika på jorden.

Utdöd mollusk funnen i djupet

En av de vanligaste grupper av djur som hittas på de abyssala slätterna är havsborstmaskarna. Här finns representanter för de flesta av de familjer som också är vanliga i grunda hav. De flesta arter som hittas i djuphavssedimentet har alltså nära släktingar i de grunda haven, men det finns även ett fåtal grupper som bara hittas i djuphavet. En av dessa är den lilla och sällsynta mollusken Monoplaco­phora. Denna skålsnäckeliknande varelse har samma utseende som de allra tidigaste molluskerna man känner till som fossil. Fram till att de nutida släktingarna hittades i djuphavet trodde forskarna att gruppen var utdöd och Monoplacophora kan därför betraktas som en slags ”levande fossil”.

Hur det kommer sig att de abyssala slätterna är så artrika är hittills tämligen okänt. Det låga antalet individer per ytenhet och det faktum att de här miljöern­a är så pass stabila över tid är två egenskaper som egentligen talar emot en stor biologisk mångfald. Andra platser med hög artrikedom, som till exempel regnskogar och korallrev, har också en hög produktion med stort antal individer. Och om det inte varit för ett ökande intresse för utvinning av metaller från havsbottnen hade antagligen artrikedomen på de abyssala slätterna fortsatt sin törnrosasömn.

Ett axplock av alla de ryggradslösa djur som vi hittar i abyssalens lera. Här finns representanter för de flesta av de grupper som också lever i grunda hav. Faunan domineras av havsborstmaskar, men vi hittar också många små kräftdjur, tagghudingar, svampdjur, mossdjur och nässeldjur. Foto: Adrian Glover, Thomas Dahlgren och Helena Wiklund.

.

Gruvdrift skyndar på

Nu kan dock en exploatering vänta djuphavets bottnar. Den stigande efterfrågan på metaller som används i bland annat moderna batterier, som koppar, nickel och kobolt, har fått världens gruvbolag att rikta blicken mot dessa tidigare outnyttjade områden.

Genom författandet och undertecknandet av Konventionen för biologisk mångfald har världssamfundet åtagit sig att inte utrota arter. Förvaltande myndigheter måste därför för första gången i historien skaffa sig kunskap om arterna på de abyssala slätterna. Vilka arter kan påverkas att gruvdriften? Var finns de? Och kommer de att komma tillbaka när gruvbrytningen upphör?

En möjlig exploatering av jordens ännu orörda djuphav finansierar kartläggningen av djuphavens okända mångfald

Kunskapen om arters utbredning ligger till grund för beslut om hur stora områden som kan exploateras och hur stora områden som behöver skyddas. Eftersom arterna på havsbottnen är så glest fördelade är det svårt att veta om en art är sällsynt och med en lokal utbredning (endemisk) eller bara glest utspridd över ett stort område. Detta är samtidigt viktigt att känna till, eftersom endemiska arter löper större risk att utrotas än arter med stora utbredningsområden.

Artbestämning som utmanar

För att snabbt kunna bygga upp en kunskap om vilka arter som finns på de abyssala slätterna använder forskarna en kombination av traditionell och modern taxonomi. Inom traditionell taxonomisk metodik utnyttjar man direkta observationer och dokumentation av arternas utseende och släktskap. Modern molekylär taxonomi använder sig istället av DNA-sekvensering och konstruktion av stora databaser för analys och syntes av stora mängder data från många aktiva forskargrupper.

Taxonomisk forskning på organismer från djuphavet innebär flera utmaningar som vi inte har i grunda hav eller på land. För att man ska få tillräckligt bra bilder och genetiskt material av hög kvalitet är det viktigt att en del av det taxonomiska arbetet utförs redan ombord på forskningsfartyget. Genom väl utvecklade arbetssätt är det inte sällan som man kan göra observationer på levande djur ombord och få ett genetiskt material som är lika lätt att sekvensera som om det vore insamlat i strandkanten.

Problemet med djuphavsmaterial är dock att varje prov måste transporteras från en temperatur på cirka 2°C, genom ett 500 meter tjockt lager av ytvatten på 28°C, för att sedan hamna på ett stekhett fartygsdäck innan de till slut kan studeras under ett mikroskop och placeras i ett provrör.

Svampdjur viktig indikator

Forskningen riktar idag in sig på det område som är mest intressant för gruvföretagen: Clarion-Clippertonzonen i centrala Stilla havet. Det är ett område på omkring 5 miljoner kvadratkilometer, beläget på mellan 4 000 och 5 500 meters djup.

Genom flera djuphavsexpeditioner har jag och mina kollegor de senaste tio åren ökat kunskapen om åtminstone några djurgrupper i den östra delen av den här zonen. Genom en serie fritt tillgängliga vetenskapliga publikationer har vi ökat antalet rapporterade arter i några av de vanligaste grupperna i området betydligt. När det gäller mollusker har gruppen gått från 1 till 21 rapporterade arter och antalet arter rapporterade havsborstmaskar har ökat från 4 till fler än 40 stycken.

Den vanligast förekommande arten i området är troligen ett litet svampdjur, den nyupptäckta arten Plenaster crangi vars släkte också är nyupptäckt. Den här arten tror vi kommer att få stor betydelse som indikator för en ostörd miljö, eftersom svampdjur filtrerar stora mängder vatten och är känsliga för störningar av miljön.

Svampdjuret Plenaster craigi. Ett av de vanligaste djuren i östra delen av Clarion-Clippertonzonen. Svampdjur filtrerar stora volymer vatten och är känsliga för störningar av miljön. Vi har därför föreslagit att Plenaster craigi skall användas som indikatorart i framtida förvaltningsstrategier för området. Foto: Adrian Glover, Thomas Dahlgren och Helena Wiklund.

Fortfarande råder stor osäkerhet kring hur många arter som finns i Clarion-Clippertonzonen. Vi bedömer att det behövs kunskap om åtminstone 1000 av de oftas­t påträffade arterna, deras utbredningsområden och vilken förmåga de har att sprida sig och återkolonisera ett område, för att kunna fatta välgrundade beslut om exploateringen av området.

Exploatering finansierar

Gruvbrytningen i djuphavet har ännu inte kommit i gång, och det är idag osäkert om, och i så fall när, företagen kommer att få de tillstånd de behöver för att bedriva gruvverksamhet som inte gör att djuphavens djurarter riskerar att utrotas.

Intresset för mineralfyndigheterna har dock redan drivit på forskningen om organi­smerna i djuphavet på ett sätt som ingen annan forskningsfinansiär tidigare lyckats med. Detta är jämförbart med hur det västerländska intresset för naturresurser i de för oss då okända Nord- och Sydamerika, Afrika och Australien drev på kartläggningen av den biologiska mångfalden på dessa platser.

Nu ser vi hur en möjlig exploatering av jordens ännu orörda 60 procent som är djuphav finansierar kartläggningen av djuphavens okända mångfald.

LÄR DIG MER:

Provtagning av djuphavsbottnar. En 7-minuters film om hur det går till.

Abyssal fauna of the UK-1 polymetallic nodule exploration area, Clarion-Clipperton Zone, central Pacific Ocean: Cnidaria. Vetenskaplig artikel.

Abyssal fauna of the UK-1 polymetallic nodule exploration claim, Clarion-Clipperton Zone, central Pacific Ocean: Echinodermata. Vetenskaplig artikel.

Abyssal fauna of polymetallic nodule exploration areas, eastern Clarion-Clipperton Zone, central Pacific Ocean: Annelida: Capitellidae, Opheliidae, Scalibregmatidae and Travisiidae. Vetenskaplig artikel

Abyssal fauna of the UK-1 polymetallic nodule exploration area, Clarion-Clipperton Zone, central Pacific Ocean: Mollusca. Vetenskaplig artikel.

A new genus and species of abyssal sponge commonly encrusting polymetallic nodules in the Clarion-Clipperton Zone, East Pacific Ocean.Vetenskaplig artikel.
TEXT OCH KONTAKT:
Thomas Dahlgren, Norwegian Research Centre NORCE, Bergen och Institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs universitet
thda(snabel-a)me.com

MER LÄSNING