En artikel just publicerad i Proceedings of the Royal Society B beskriver två anmärkningsvärt olika hydrotermiska ventilationsfält som upptäckts i södra Kalifornienbukten. Trots att de ligger relativt nära varandra, dessa ventiler är värd för mycket olika djursamhällen. Detta fynd motsäger ett vanligt vetenskapligt antagande att närliggande ventiler kommer att dela liknande djursamhällen. Istället, den nya artikeln antyder att lokal geologi och kemin hos ventilationsvätskor är viktiga faktorer som påverkar ventilationssamhällen.

Under 2012, forskare från Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) använde undervattensrobotar för att upptäcka ett nytt hydrotermiskt ventilationsfält längs Alarcón Rise i södra änden av Kaliforniens golf. Fortsätter arbetet under 2015, de upptäckte en sekund, mycket olika ventilationsfält i Pescadero Basin, bara 75 kilometer norrut.

Leds av MBARI-forskare, forskningen involverade forskare från Mexiko, Kanada, Ryssland, och Tyskland. Vid utarbetandet av den senaste tidningen, de analyserade insamlade organismer och videoundersökningar för att fastställa samhällssammansättningen. De utförde också DNA-analyser av vattenprover för att identifiera larver från ventileringsdjur och stabilisotopanalys för att bedöma mattillförseln vid varje ventilfält.

Forskarna jämförde djuren som lever vid utloppsfälten Alarcón och Pescadero Basin med de som finns i Guaymas Basin, 400 kilometer norrut, och på East Pacific Rise, cirka 300 kilometer söderut. Forskarna fann att trots deras närhet, ventilationsfälten Alarcón och Pescadero stödjer radikalt olika djursamhällen, delar bara sju av 61 djurarter.

Detta fynd motsäger ett vanligt vetenskapligt antagande att närliggande livsmiljöer kommer att dela liknande djursamhällen. Istället, resultaten tyder på att lokal geologi och kemi hos ventilationsvätskorna spelar en dominerande roll för att strukturera djursamhällena. Fynden är relevanta för att bedöma de möjliga ekologiska effekterna av havsbottenbrytning – forskare måste redogöra för det unika med lokal geologi och kemi och inte anta att en gemensam tillgång på djurlarver kommer att kolonisera och återställa närliggande livsmiljöer.

Huvudförfattare Shana Goffredi, en MBARI adjungerad och docent vid Occidental College, förklarade, "Precis som mänskliga städer, samhället som bildas i ett visst område beror inte bara på vem som kommer till den platsen, men också om de underliggande resurserna är lämpliga för deras framgång. Variation i dessa resurser, oavsett om det är fysiskt eller kemiskt, bidrar i hög grad till mångfalden i regionen, vilket är viktigt för samhällets stabilitet."

Även om grannar, ventilationsfälten Alarcón Rise och Pescadero Basin är geologiskt mycket olika. Havsbotten längs Alarcón Rise är täckt av ungar, färsk lava, och vätskorna som spyr ut ur ventilerna är mycket varma (upp till 360 grader Celsius) och rika på metallsulfider som bildar mörka, smuliga skorstenar kända som "svarta rökare". Djur vid Alarcón Rise liknar platser längre söderut (nästan 300 kilometer) på East Pacific Rise.

I Pescadero Basin, dock, hydrotermiska ventilationsvätskor passerar genom tjocka lager av havsbottenslam. När den heta hydrotermiska vätskan strömmar genom denna lera, det "lagar" organiskt material, bildar metan (naturgas) och oljeliknande kolväten. Pescadero Basin-ventilerna innehåller väldigt lite sulfid, och de överhettade vätskorna producerar jätte, ljusa, karbonatskorstenar streckade med mörka, oljiga kolväten.

De flesta av djuren som finns vid Pescadero-ventilerna är maskar, och många arter är nya för vetenskapen. De dominerande rörmaskarna (släktet Oasisia) är inte vanliga någon annanstans i viken. Förvånande, två tredjedelar av Pescadero-ventilationsdjuren finns inte vid ventiler i norr och söder.

Under de senaste två decennierna, marinbiologer har försökt dokumentera hur havsbottendjur lyckas sprida sig från en separat hydrotermisk ventilmiljö till en annan. Majoriteten av ventileringsdjur släpper ut mikroskopiska larver som bärs av havsströmmar. Om några av dessa larver överlever tillräckligt länge för att nå en annan hydrotermisk ventil, de kan bosätta sig på havsbotten, växa till vuxna, och kolonisera en ny ventil.

Denna koloniseringsteori fick ventilbiologer att anta att angränsande ventilfält borde hysa liknande djursamhällen. Dock, det nya dokumentet visar att larver från en öppning kanske inte lyckas kolonisera en angränsande öppning. MBARI-forskaren Shannon Johnson använde DNA-sekvensering med hög genomströmning för att identifiera larver som samlats in från vattnet runt ventilerna. Hennes resultat visade att larver från andra platser kan nå Pescadero Basin, men rådande geologiska och kemiska förhållanden hindrar tydligen deras bosättning och tillväxt där.

Forskarna drar slutsatsen att många faktorer påverkar sammansättningen av de djursamhällen som finns vid särskilda ventiler. Vattendjup, havsbottens geologi, temperatur och kemi hos ventilationsvätskorna, och förmågan hos larver från andra öppningar att kolonisera platsen spelar alla roller. Med tanke på utvecklingsarbetet för att bryta hydrotermiska ventilationsfält i djuphavsvatten för ädla metaller, forskarna som är involverade i denna forskning föreslår att naturvårdare och förvaltningsorgan måste överväga ett bredare spektrum av faktorer i sina ansträngningar att förutsäga miljöpåverkan och motståndskraften hos drabbade samhällen.