Forskare har för första gången spårat hur mycket energi från växter och djur på det öppna havets yta överlever när partiklar faller till havsbotten mer än två mil nedanför, där de säger att ett överraskande robust ekosystem väntar ivrigt.

En ny studie publicerad i veckan i Naturkommunikation dokumenterar hur lite energi som överlever. Det mesta går förlorat i den övre vattenpelaren till bakterier, som skurar alla partiklar efter mat. Men vissa kiselalger-en särskild typ av encelliga alger-är tillräckligt tunga för att de ska sjunka som en ordspråklig sten efter att de har dött, att nå havsbotten innan bakterier har en chans att läcka ut alla näringsämnen och energi.

Dessa döda, men rik, kiselalger kommer till havsbotten med större delen av sin energiförsörjning intakt och bildar en matväv som innehåller rörmaskar, små krabbor och andra små organismer, lever i en "fest-eller-hungersnöd" existens.

"Diatomer representerar endast cirka 3% till 5% av växtplanktonet vid ytan, men ger det mesta av energin som gör det till havsbotten, "noterade Ricardo Letelier, en marin ekolog från Oregon State University och medförfattare till studien. "Dessa stora kiselalger har kiseldioxidskal som gör dem tunga och låter dem sjunka innan de blir utarmade.

"Energi kan vara en rolig sak. Du kan äta en munk eller en bit kol, och de kan båda innehålla ungefär samma mängd kol. Men man kan inte få mycket energi av att äta kolet. Vi mäter vanligtvis mängden kol i organismer, inte mängden energi de ger. Den här studien är en av de första som fokuserar på energi och resultaten är överraskande."

Några år sedan, forskarna, som fokuserade sin studie på North Pacific Subtropical Gyre, hittade en annan aspekt som bidrar till "fest-eller-hungersnöd" existens av organismer på botten av havet. Det är en enorm topp i kiselalgerproduktionen under de sista två veckorna av augusti, skapa en kraftig ökning av livsmedelsproduktionen för den miljön.

"Du kan ställa in din kalender med den - de senaste veckorna i augusti är diatomasäsong, ", sa Letelier. "Organismerna som är två plus miles under ytan kan sluka sig under en kort tidsperiod, och sedan måste de överleva på inte så mycket mat resten av året. Lyckligtvis, det är en kallvattenmiljö och därför har de en låg ämnesomsättning, så de behöver nog inte mycket."

Studien är viktig eftersom det inte finns en fullständig förståelse för hur havet uppfyller energikraven för alla organismer som lever där. Växtplanktonproduktion vid ytan är en enorm källa, men det råder fortfarande osäkerhet om hur nära det kommer att leverera all energi som behövs för att försörja allt liv som observeras i havets djupa delar. Andra källor inkluderar hydrotermiska ventiler, metan sipprar, etan, och olika atmosfäriska och terrestra kolkällor.

"Vi är fortfarande väldigt långt ifrån att kunna uppnå full förståelse för energibehov och källor, "Sa Letelier.