Состав океанской воды на больших глубинах исключительно устойчив и меняется от района к району очень незначительно. Поэтому, когда в пробах воды, взятых придонными батометрами, выявлялись резкие аномалии в содержании кислорода или других элементов и соединений, специалисты оценивали такие результаты как явно ошибочные, объясняя этой плохой подготовкой батометров или другими причинами. Подобные случаи не учитывались при составлении карт и редко попадали в отчеты. В последние годы, однако, удалось установить, что аномалии в глубинных водах не только возможны, но и зачастую свидетельствуют об интереснейшем классе явлений, обусловленных гидротермальной деятельностью. На дне океана были обнаружены мощные подводные гейзеры, выбрасывавшие горячую воду на высоту в десятки и сотни метров. В 1977 г. их впервые наблюдали гидронавты с подводного аппарата «Алвин», выполнившего серию погружений в районе Галапагосского рифта на глубину 2—2,5 км.

Собственно говоря, все началось с необычных результатов глубоководного траления в одной из впадин этого рифта, когда с глубины 2400 м был поднят необычный улов: большое количество желтых медуз, моллюсков в толстостенных раковинах, креветок и рыб нескольких видов. Удивительным был сам факт существования в полной темноте при огромных давлениях и, как выяснилось позже, при сероводородном заражении сообщества морских организмов, обычно питающихся фито- и зоопланктоном. Но как раз планктон на этих глубинах отсутствовал. Пожалуй, самым неожиданным было то, что глубоководный трал захватил гигантских существ, напоминающих червей. Они находились в блестящих белых трубках длиной 1—2 м и диаметром 2—3 см, напоминавших обрезки огородного шланга. Из трубок торчали красные щупальца. Эти ранее неизвестные науке организмы были названы вестиментиферами. В район, где были обнаружены столь необычные скопления живых существ, в 1977 г. отправилась новая экспедиция. Опустившись на дно на подводном обитаемом аппарате «Алвин», геологи.впервые смогли наблюдать пойманных в предыдущем рейсе животных в естественных условиях. Оказалось, что удивительные сообщества обитают вокруг горячих гейзеров, выбрасывающих из трещин в молодых базальтах не только горячую воду, но и большое количество темного взвешенного вещества, концентрации которого, до данным советских исследователей, могут достигать 200 мг/л. У выходов на дне мощных гидротерм сформировались подводные курганы разнообразной высоты и формы. Они сложены веществом, выносимым на поверхность гидротермами, в основном сульфидами— продуктами выщелачивания базальтов горячей морской водой. Черные фонтаны, насыщенные тончайшими коллоидными веществами, как огромные султаны, воздымаются над подводными холмами. На контакте с холодной морской водой из горячих гидрртерм, а их температура может достигать 350° С, выделяется масса тончайших частиц, главным образом сульфидов металлов. Они оседают вниз, словно пеплом покрывая окрестности подводного гейзера и наращивая холмы, курящиеся, как печные трубы. Такие гейзеры, постоянно выбрасывающие на дно большое количество рудного и другого вещества, получили название черных «курильщиков».

Существуют и так называемые белые «курильщики» — фонтаны осветленных гидротермальных вод, не насыщенных рудными компонентами. Температура их значительно ниже, поэтому они не так агрессивны по отношению к породам океанической коры, как горячие гидротермы. Белые «курильщики» создают трубовидные постройки, сложенные рыхлым, пористым материалом. Вокруг них обитают червеподобные существа, близкие по строению к полихетам. Эти животные могут вылезать и возвращаться в трубки, в которых они обитают.

В конце 1986 г. советские и мексиканские ученые на судне «Академик Мстислав Келдыш» провели тщательное обследование рифтовой зоны в Калифорнийском заливе, а затем на подводном хребте Хуан-де-Фука. Благодаря использованию аппаратов «Пайсис» в этих районах было изучено большое количество подводных насыпных построек, отобрано значительное количество образцов сульфидных руд и других осадков, собрана богатая коллекция уникальной фауны гидротерм. В Калифорнийском рифте, по свидетельству А. П. Лисицына , находятся сульфидные постройки, напоминающие причудливые башни. Самая крупная из обследованных с помощью «Пайсисов» возвышалась над дном на 55 м. Локаторы бокового обзора зафиксировали башни высотой до 100 м. Рудоносный дым поднимается над башнями на 100—150 м. Основания построек засыпаны рыхлым осадком, поэтому общая их высота, по-видимому, составляет несколько сот метров. Склоны этих подводных курганов, вода над которыми прогрета от 20 до 40° С, кишат в основном вестиментиферами. Обитающие здесь двустворчатые моллюски достигают величины обеденного блюда, Причем вырастают до таких размеров всего за два-три года.

Присутствие на дне рифтовых долин черных «курильщиков» определяется по аномалиям газов в пробах воды из придонной толщи. Наиболее важным признаком считается появление изотопа гелия. Не, поступающего из недр океанической коры. В окрестностях гидротермы аномалии прослеживаются уже в составе самой воды. Для оконтуривания гидротерм используются буксируемые над дном аппараты.

Обычно сульфидные башни встречаются группами. Так, в Калифорнийском заливе на площади 14 км2 советские геологи обнаружили более 70 построек различной величины и формы. Тщательное изучение рудного вещества, которым они сложены, дало поразительные результаты: на 50—60% оно состояло из цинка. В примеси к нему находились медь (иногда в довольно большом количестве), свинец, сурьма и мышьяк. В отличие от железомарганцевых конкреций сульфидные руды рифтовых зон почти лишены никеля и кобальта. Это свидетельствует об ином источнике вещества, участвующего в формировании глубоководных конкреций.

Калифорнийский залив — область с высокой биологической продуктивностью поверхностных вод. Рифтовая зона находится в непосредственной близости от континента, откуда выносится большое количество терригенного материала. Поэтому даже в рифтовой зоне, к которой приурочены сульфидные постройки, велики скорости накопления осадков. Как правило, они представлены тонкозернистыми глинистыми алевритами, обогащенными органическим веществом. Интересно, что под воздействием горячих гидротерм в осадках резко ускоряются процессы нефте- и газообразования. Обычно они реализуются в глубоких слоях осадочной толщи, там, где господствуют температуры порядка 80—120° С. В Калифорнийском заливе в районе действия гидротерм генезис нефтяных и газообразных углеводородов протекает в поверхностных горизонтах плаща осадков. По существу, под влиянием горячих растворов здесь происходит термолиз рассеянного органического вещества. По свидетельству А. П. Лисицына, куски сульфидной руды, отломанные от выступов подводных башен, часто пропитаны нефтеподобными субстанциями. Они загораются от спички и горят дымным пламенем. На дне же рифтовой долины гидронавты наблюдали мощные газовые факелы. Таким образом, наряду с рудообразованием здесь активно протекают и процессы нефтегазообразования.

Одна из загадок гидротерм — связанная с ними жизнь. Это подводное царство совершенно уникально. Действительно, в основе всего живого на Земле вот уже многие сотни миллионов лет лежит фотосинтез, т. е. преобразование солнечной энергии. Сохранились, конечно, бактерии, живущие за счет хемосинтеза. Их много в озерах, болотах, почве. Есть они в морских и океанических осадках. Однако нигде на этой основе не возникал столь сложно построенный и замкнутый органический мир, какой характерен для подводных гидротерм. Животные, встречающиеся здесь в изобилии, существуют за счет уникальных сульфатредуцирующих бактерий, способных окислять сероводород до сульфатов, и метановых бактерий. Они обитают непосредственно в горячей воде подводных гейзеров при температуре 100—120° С, что представляет абсолютный рекорд для существ, живущих на нашей планете. Условия симбиоза этих бактерий и вестиментифер, не имеющих кишечного тракта, еще не выяснены.

Состав океанской воды на больших глубинах исключительно устойчив и меняется от района к району очень незначительно. Поэтому, когда в пробах воды, взятых придонными батометрами, выявлялись резкие аномалии в содержании кислорода или других элементов и соединений, специалисты оценивали такие результаты как явно ошибочные, объясняя этой плохой подготовкой батометров или другими причинами. Подобные случаи не учитывались при составлении карт и редко попадали в отчеты. В последние годы, однако, удалось установить, что аномалии в глубинных водах не только возможны, но и зачастую свидетельствуют об интереснейшем классе явлений, обусловленных гидротермальной деятельностью. На дне океана были обнаружены мощные подводные гейзеры, выбрасывавшие горячую воду на высоту в десятки и сотни метров. В 1977 г. их впервые наблюдали гидронавты с подводного аппарата «Алвин», выполнившего серию погружений в районе Галапагосского рифта на глубину 2-2,5 км.

Собственно говоря, все началось с необычных результатов глубоководного траления в одной из впадин этого рифта, когда с глубины 2400 м был поднят необычный улов: большое количество желтых медуз, моллюсков в толстостенных раковинах, креветок и рыб нескольких видов. Удивительным был сам факт существования в полной темноте при огромных давлениях и, как выяснилось позже, при сероводородном заражении сообщества морских организмов, обычно питающихся фито- и зоопланктоном. Но как раз планктон на этих глубинах отсутствовал. Пожалуй, самым неожиданным было то, что глубоководный трал захватил гигантских существ, напоминающих червей. Они находились в блестящих белых трубках длиной 1-2 м и диаметром 2-3 см, напоминавших обрезки огородного шланга. Из трубок торчали красные щупальца. Эти ранее неизвестные науке организмы были названы вестиментиферами. В район, где были обнаружены столь необычные скопления живых существ, в 1977 г. отправилась новая экспедиция. Опустившись на дно на подводном обитаемом аппарате «Алвин», геологи впервые смогли наблюдать пойманных в предыдущем рейсе животных в естественных условиях. Оказалось, что удивительные сообщества обитают вокруг горячих гейзеров, выбрасывающих из трещин в молодых базальтах но только горячую воду, но и большое количество темного взвешенного вещества, концентрации которого, до данным советских исследователей, могут достигать 200 мг/л. У выходов на дне мощных гидротерм сформировались подводные курганы разнообразной высоты и формы. Они сложены веществом, выносимым на поверхность гидротермами, в основном сульфидами - продуктами выщелачивания базальтов горячей морской водой. Черные фонтаны, насыщенные тончайшими коллоидными веществами, как огромные султаны, воздымаются над подводными холмами. На контакте с холодной морской водой из горячих гидротерм, а их температура может достигать 350° С, выделяется масса тончайших частиц, главным образом сульфидов металлов. Они оседают вниз, словно пеплом покрывая окрестности подводного гейзера и наращивая холмы, курящиеся, как печные трубы. Такие гейзеры, постоянно выбрасывающие на дно большое количество рудного и другого вещества, получили название черных «курильщиков».

Существуют и так называемые белые «курильщики» - фонтаны осветленных гидротермальных вод, не насыщенных рудными компонентами. Температура их значительно ниже, поэтому они не так агрессивны по отношению к породам океанической коры, как горячие гидротермы. Белые «курильщики» создают трубовидные постройки, сложенные рыхлым, пористым материалом. Вокруг них обитают червеподобные существа, близкие по строению к полихетам. Эти животные могут вылезать и возвращаться в трубки, в которых они обитают.

В конце 1986 г. советские и мексиканские ученые на судне «Академик Мстислав Келдыш» провели тщательное обследование рифтовой зоны в Калифорнийском заливе, а затем на подводном хребте Хуан-де-Фука. Благодаря использованию аппаратов «Пайсис» в этих районах было изучено большое количество подводных насыпных построек, отобрано значительное количество образцов сульфидных руд и других осадков, собрана богатая коллекция уникальной фауны гидротерм. В Калифорнийском рифте, по свидетельству А. П. Лисицына , находятся сульфидные постройки, напоминающие причудливые башни. Самая крупная из обследованных с помощью «Пайсисов» возвышалась над дном на 55 м. Локаторы бокового обзора зафиксировали башни высотой до 100 м. Рудоносный дым поднимается над башнями на 100-150 м. Основания построек засыпаны рыхлым осадком, поэтому общая их высота, по-видимому, составляет несколько сот метров. Склоны этих подводных курганов, вода над которыми прогрета от 20 до 40° С, кишат в основном вестиментиферами. Обитающие здесь двустворчатые моллюски достигают величины обеденного блюда, причем вырастают до таких размеров всего за два-три года.

Присутствие на дне рифтовых долин черных «курильщиков» определяется по аномалиям газов в пробах воды из придонной толщи. Наиболее важным признаком считается появление изотопа гелия 3 He, поступающего из недр океанической коры. В окрестностях гидротермы аномалии прослеживаются уже в составе самой воды. Для оконтуривания гидротерм используются буксируемые над дном аппараты.

Обычно сульфидные башни встречаются группами. Так, в Калифорнийском заливе на площади 14 км 2 советские геологи обнаружили более 70 построек различной величины и формы. Тщательное изучение рудного вещества, которым они сложены, дало поразительные результаты: на 50-60% оно состояло из цинка. В примеси к нему находились медь (иногда в довольно большом количестве), свинец, сурьма и мышьяк. В отличие от железомарганцевых конкреций сульфидные руды рифтовых зон почти лишены никеля и кобальта. Это свидетельствует об ином источнике вещества, участвующего в формировании глубоководных конкреций.

Калифорнийский залив - область с высокой биологической продуктивностью поверхностных вод. Рифтовая зона находится в непосредственной близости от континента, откуда выносится большое количество терригенного материала. Поэтому даже в рифтовой зоне, к которой приурочены сульфидные постройки, велики скорости накопления осадков. Как правило, они представлены тонкозернистыми глинистыми алевритами, обогащенными органическим веществом. Интересно, что под воздействием горячих гидротерм в осадках резко ускоряются процессы нефте- и газообразования. Обычно они реализуются в глубоких слоях осадочной толщи, там, где господствуют температуры порядка 80-120° С. В Калифорнийском заливе в районе действия гидротерм генезис нефтяных и газообразных углеводородов протекает в поверхностных горизонтах плаща осадков. По существу, под влиянием горячих растворов здесь происходит термолиз рассеянного органического вещества. По свидетельству А. П. Лисицына, куски сульфидной руды, отломанные от выступов подводных башен, часто пропитаны нефтеподобными субстанциями. Они загораются от спички и горят дымным пламенем. На дне же рифтовой долины гидронавты наблюдали мощные газовые факелы. Таким образом, наряду с рудообразованием здесь активно протекают и процессы нефтегазообразования.

Одна из загадок гидротерм - связанная с ними жизнь. Это подводное царство совершенно уникально. Действительно, в основе всего живого на Земле вот уже многие сотни миллионов лет лежит фотосинтез, т. е. преобразование солнечной энергии. Сохранились, конечно, бактерии, живущие за счет хемосинтеза. Их много в озерах, болотах, почве. Есть они в морских и океанических осадках. Однако нигде на этой основе не возникал столь сложно построенный и замкнутый органический мир, какой характерен для подводных гидротерм. Животные, встречающиеся здесь в изобилии, существуют за счет уникальных сульфатредуцирующих бактерий, способных окислять сероводород до сульфатов, и метановых бактерий. Они обитают непосредственно в горячей воде подводных гейзеров при температуре 100-120° С, что представляет абсолютный рекорд для существ, живущих на нашей планете. Условия симбиоза этих бактерий и вестиментифер, не имеющих кишечного тракта, еще не выяснены.

КУРИЛЬЩИКИ чёрные и белые (английский black and white smokers), гидротермальные постройки на дне океана, из жерла которых изливаются горячие водные растворы (гидротермы), содержащие взвешенные минеральные частицы. Из чёрных курильщиков гидротермальные растворы (температура 350-360°С) выносят в виде чёрной густой взвеси преимущественно сульфиды металлов. Во флюиде белых курильщиков (температура 150-280°С) в составе взвеси преобладают нерудные минералы - барит, ангидрит, минералы кремнезёма. Из жерл курильщиков истекает до десятков дм 3 /с гидротермальных растворов. Курильщики открыты в 1977 году на Восточно-Тихоокеанском поднятии исследователями из Института океанографии Скрипса (США) при погружении на глубоководном обитаемом аппарате «Алвин».

Известно свыше 100 курильщиков. Они приурочены к активным рифтовым системам осевых зон срединно-океанических хребтов, к зонам их пересечения с трансформными разломами, к областям спрединга в тылу островных дуг и районам внутриокеанического вулканизма над горячими точками. На пространственную локализацию курильщиков, тепловую мощность, количество поступающего эндогенного вещества и др. влияют скорость спрединга и интенсивность магматического процесса. Большая часть известных активных курильщиков обнаружена в пределах Восточно-Тихоокеанского поднятия с высокой (около 10 см в год и более) скоростью спрединга и интенсивным магматизмом. Размеры и морфология курильщиков зависят от длительности их активности и дебита источников. Высота наиболее крупных длительно функционирующих чёрных курильщиков с большим дебитом источников может достигать 70-100 м; диаметр основания около 200 м. Из низкотемпературных гидротермальных растворов из источников с малым дебитом формируются небольшие постройки высотой от нескольких сантиметров до нескольких метров. Встречаются курильщики в виде столбов, башен, холмов, труб. Курильщики сложены полиметаллическими рудами с преобладанием минералов железа, меди или цинка. В рудах чёрных курильщиков обнаружены элементы с малыми ионными радиусами (Со, Ni и др.), редкоземельные элементы, благородные металлы (Ag, Au, Pt). Вокруг активных курильщиков обитает специфическое сообщество глубоководных организмов (гидротермальная фауна; обнаружена в 1977 в районе островов Галапагос), создание первичной продукции в котором обеспечивается главным образом путём хемосинтеза, осуществляемого бактериями за счёт энергии восстановленных химических соединений (сероводорода, тиосульфата, метана и др.).

Курильщики генетически в основном связаны с подводным базальтовым вулканизмом и представляют собой продукты сложного взаимодействия гидротермальных растворов, морской воды и вмещающих пород океанической коры. В 1990-х годах российскими учёными предприятия «Севморгеология» на Срединно-Атлантическом хребте открыт новый тип курильщиков, образующихся при экзотермическом процессе серпентинизации ультраосновных пород океанической коры. Древними аналогами курильщиков являются серно-колчеданные, медно-колчеданные и медно-цинково-колчеданные руды в складчатых поясах (смотри кипрский и уральский подклассы в статье Гидротермальные месторождения).

Обнаружение курильщиков имеет огромное значение для изучения потока тепловой эндогенной энергии - в геофизике, состава морской воды - в химии, исследования подповерхностной биосферы, условий зарождения жизни на Земле и процессов хемосинтеза - в биологии, анализа металлогенических особенностей океана - в геологии. Широкое распространение курильщиков на дне океана и высокое содержание в них рудных компонентов позволяют относить их к колчеданным месторождениям будущего.

Лит.: Hydrothermal vents and processes. L., 1995; Van Dover С. L. The ecology of deep-sea hydrothermal vents. Princeton, 2000; Гидротермальный рудогенез океанского дна. М., 2006.

Мы уже знаем, что представляет из себя чёрный курильщик. На дне океана в рифтовых долинах срединных океанических хребтов сквозь толщу коры вырываются под давлением струи очень горячей воды. Это та вода, которая по трещинам проникла в океаническую литосферу и там разогрелась за счёт вулканического тепла до 300–400 градусов. По пути в ней растворилось много сероводорода, сульфидов и оксидов металлов, твёрдые частицы которых, выпадая при охлаждении воды, придают ей черную окраску. Поэтому вырывающиеся из литосферы струи воды напоминают клубы чёрного дыма, за что они и получили своё название. Постепенно в процессе охлаждения твёрдые частицы оседают и формируют вокруг водяных фонтанов конические трубы. Их высота достигает нескольких десятков метров. Пейзаж напоминает огромную фабрику на дне океана, из многочисленных труб которой валит чёрный дым.

Рис. 1. Схема строения чёрного курильщика.

Серьезные исследования чёрных курильщиков стали возможны только после создания специальных глубоководных управляемых аппаратов. Миниатюрные подводные лодки позволили исследователям погружаться на глубины в несколько тысяч метров, своими глазами видеть дно и собирать образцы грунта с помощью механических манипуляторов. И тут океанологов ждал сюрприз - в рифтовых зонах на огромной глубине были найдены настоящие оазисы с богатой фауной. Обычно на больших океанских глубинах, куда никогда не проникает солнечный свет, численность и биомасса животных очень малы. А рифтовые зоны с их горячими вулканическими газами и высокими концентрациями ядовитых химических соединений тем более, как казалось, должны быть долинами смерти среди и так не слишком богатых жизнью морских глубин. Однако первые же фотографии, сделанные исследователями через иллюминаторы подводных аппаратов, показали колоссальное обилие живых существ вокруг курильщиков. Все вместе они образуют вокруг курильщика целостную иерархическую экосистему, в которой различные виды животных связаны между собой питательной цепочкой. В самой верхней части дымохода курильщика температура равна примерно 350–200 градусов. Там практически никто не живёт.

Пониже, где стенки трубы имеют толщину 4–6 см, а температура равна 100–120 градусам, живут бактерии. Сплетения миллиардов бактериальных клеток, способных, как ни странно, выживать при столь высоких температурах, образуют так называемые маты или подушки площадью до нескольких квадратных метров и толщиной в несколько сантиметров.

Ниже, при температуре 50–80 градусов, бактерии вытесняются помпейскими червями . Это единственные животные на Земле, способные выживать при таких высоких температурах. Тело червя находится в трубке и имеет длину около 12 сантиметров. Они окрашены в ярко-красный цвет, что обусловлено чрезмерно высоким содержанием гемоглобина в их крови. Ученые назвали их помпейскими червями потому, что они, как и жители древних Помпеев в Италии, живут на краю вулкана, который может в любое мгновение погубить их. Сверху на них постоянно сыпется «пепел» курильщика. А между помпейскими червями ползают мелкие кольчатые черви, которые выискивают покинутые хозяевами пустые трубки, чтобы поселиться в них.
Рис. 2. Помпейский червь.

Ещё ниже, в отдалении от устья курильщика, там, где температура опускается ниже 40 градусов, видны сплетения белых трубок гигантских (до 2,5 м) червей с ярко-алыми щупальцами. Эти черви живут в хитиновых или белковых трубках, которые нижней частью прикреплены к поверхности трубы курильщика. Их алые щупальца, наполненные кровью, висят сверху наподобие бороды. Отсюда и название такого типа червей: погонофоры - несущие бороду. А открытую на чёрных курильщиках разновидность погонофор назвали вестиментиферами .
Рис. 3. Вестиментиферы.

Далее пространство вокруг трубы курильщика на несколько десятков метров заселено огромными двустворчатыми моллюсками длиной 30–40 сантиметров . Между моллюсками и в зарослях трубок ползают тысячи белых крабов и слепых раков , миллионы креветок и т. д. Всего открыто около 500 различных видов животных, и для 80 % из них нет аналогов на поверхности океана.
Рис. 4. Гигантские двустворчатые моллюски. На вершине экологической пирамиды курильщиков находятся хищники - глубоководные осминоги и хищные рыбы термарцесы (адские церберы) . Медленно и уверенно плавают они вокруг в поисках крабов или креветок на обед.
Рис. 5. Термарцес Цербер (адский цербер).

Красота и богатство сообществ черных курильщиков, резко контрастирующие с бедным и однообразным населением ложа океана, так поразили исследователей, что некоторые из гидротермальных оазисов называются в научной литературе весьма поэтично: «Райский сад», «Розовый сад» и т. п. Но возникает вопрос: каким образом поддерживается жизнь в этих райских садах, куда не проникает солнечный свет и которые полны ядовитых с нашей точки зрения веществ? Это сероводород, сульфиды тяжёлых металлов, углекислый газ и т. д. Их концентрация в водах курильщика превышает концентрацию в обычной морской воде в сотни миллионов раз. Для наземных организмов и тех, что живут в океане в поверхностном слое, это было бы смертельно. А животные курильщиков спокойно выживают в такой среде. Добавим к этому высокие температуры и сверхвысокие давления, царящие на глубине океана. Сейчас учёные уже знают ответ на этот вопрос.

Оказалось, что основой жизни в курильщиках являются бактерии. Эти бактерии не совсем обычные. Сами они живут за счёт того, что поглощают из воды сероводород и перерабатывают его химическим путём. Эти химические реакции идут с выделением энергии подобно тому, как при горении топлива выделяется тепло. Дальше с помощью этой энергии бактерии синтезируют из углекислого газа и воды питательные органические вещества, подобно тому, как это делают растения в наземных сообществах. Только растения используют для этого не химическую энергию, а лучистую энергию солнца. Процесс образования питательных органических веществ в зелёных частях растений из углекислого газа и воды с помощью солнечной энергии называется фотосинтезом . В отличие от этого, способ синтеза питательных органических веществ бактериями за счёт энергии химических реакций получил название хемосинтез . Эти питательные вещества в первую очередь поддерживают жизнь самих бактерий. Затем бактериями питаются другие, более крупные и высокоорганизованные члены сообщества.

Конечно, не все обитатели гидротерм питаются бактериями напрямую. Система устроена сложнее: имеется лишь несколько таких видов. В Тихом океане это вестиментиферы и различные виды двустворчатых моллюсков. В Атлантике распространены креветки римикарисы . Они лишены обычных глаз, зато у них развился специальный орган - термоглаза, - работающий в инфракрасном диапазоне и позволяющий видеть струи кипятка.
Рис. 6. Скопление креветок. При увеличении видны белые термоглаза. Что творится в Индийском океане - ещё не совсем понятно, потому что первые гидротермальные поля найдены там буквально только что, но римикарисы на них тоже есть.

Конечно, просто собирать бактерий всем эти видам неудобно, потому что бактерий на гидротермах хотя и много, но не всегда и не везде. Поэтому надёжнее самим культивировать их где-то под рукой. А именно - на или в собственном теле. Двустворчатые моллюски разводят бактерий в жабрах. Креветки римикарисы растят бактериальные огороды прямо на собственных ротовых конечностях и по мере надобности счищают их в рот. Дело это тяжёлое: бактериям нужна максимальная концентрация всякой химии, а она там, где струи гидротермального флюида ещё не разбавлены придонной водой. И поэтому очень, очень горячие. Креветки лезут пасти своих бактерий в самые чёрные дымы, балансируя на тонкой грани: пролез слишком близко - сварился, не достаточно близко - сидишь голодный. Поэтому среди римикарисов то и дело попадаются особи с обожжёнными ногами и антеннами. Тут и важно, насколько хорошо «видят» термоглаза этих животных.

Но хитрее всех устроились вестиментиферы. При их изучении было обнаружено, что во взрослом состоянии у них нет ни рта, ни кишечника. Как же они питаются? Оказалось, что в туловище у вестиментифер есть особый орган - «трофосома».
Рис. 7. Препарированная вестиментифера. Электронно-микроскопические исследования показали, что крупные клетки трофосомы содержат миллиарды бактерий. Получается, что вестиментиферы выращивают бактерии прямо внутри своего тела.

Как же сероводород и углекислый газ, необходимые для питания бактерий, попадают в глубину тела вестиментифер? Оказалось, что оба вещества транспортируются кровеносной системой вестиментиферы, которая содержит две системы капилляров: одну в щупальцах, а другую в трофосоме. С помощью кровеносных сосудов организм-хозяин поглощает из воды и доставляет бактериям сероводород и углекислый газ, а также необходимый для дыхания кислород. Бактерии, защищенные внутри организма хозяина от неблагоприятных воздействий, получают от него сероводород и кислород. Хозяин время от времени поедает часть непрерывно размножающихся бактерий. С бактериями он получает органические вещества, которые и служат единственным источником питания вестиментифер. Таким образом, сожительство бактерий и вестиментифер является взаимовыгодным симбиозом.

Но вестиментиферы не рождаются сразу такими. Исследование яйцеклеток вестиментифер показало, что бактерий в них нет и, следовательно, бактерии от матери к потомству не передаются. Откуда же берутся бактерии, живущие в клетках трофосомы вестиментифер? Ответ на этот вопрос удалось получить в результате изучения личиночного развития вестиментифер. Оказалось, что их личинки имеют нормально развитый рот и кишечник. В течение нескольких суток они плавают в толще воды с помощью венчика ресничек, затем опускаются на субстрат и ползают по поверхности грунта. Личинки заглатывают хемосинтезирующие бактерии из внешней среды, заражаются ими, после чего пищеварительные органы у молодых вестиментифер отмирают, а кишечник превращается в орган бактериального питания - трофосому.

Вот и получается, что главными действующими лицами, за счёт которых поддерживается жизнь в чёрных курильщиках, являются именно крохотные бактерии-труженики.