Az óceánok mélyén olyan körülmények uralkodnak, amelyek a legtöbb élőlény számára elviselhetetlenek lennének. A napfény teljesen eltűnik, a hőmérséklet rendkívül alacsony, a víznyomás pedig a felszínen mérhető érték több százszorosára nő. Ennek ellenére a legmélyebb árkokban is találunk életet. Apró rákfélék, puhatestűek és más gerinctelen állatok akár 11 ezer méteres mélységben is előfordulhatnak. A halaknál azonban más a helyzet.
Alan Jamieson mélytengeri kutató professzor, aki pályafutása során a világ legmélyebb óceáni területeit vizsgálta, arra kereste a választ, miért nem képesek a halak eljutni ugyanoda, ahová más tengeri élőlények igen.
Sokan úgy képzelik, hogy a mélytengeri halakat egy bizonyos mélység alatt egyszerűen összeroppantaná a víznyomás. A valóság azonban ennél jóval összetettebb. A probléma elsősorban a sejtek szintjén jelentkezik. A sejtekben található fehérjék meghatározott térbeli szerkezetüknek köszönhetően képesek ellátni feladataikat. Részt vesznek többek között az anyagcserében, a szövetek felépítésében és a DNS javításában.
A rendkívüli nyomás azonban megzavarhatja a fehérjék szerkezetét, így azok nem tudnak megfelelően működni. A mélytengeri halak szervezetében ezért különösen fontos szerepet tölt be egy TMAO-nak nevezett vegyület, teljes nevén a trimetilamin-N-oxid. Ez az anyag segít megőrizni a fehérjék stabilitását a hatalmas nyomás ellenére is. A kutatók azonban felfedeztek egy érdekes összefüggést: minél mélyebben él egy hal, annál nagyobb koncentrációban található meg a TMAO a szervezetében.
Paul Yancey, a washingtoni Whitman College kutatója mélytengeri halak izommintáit vizsgálva figyelte meg, hogy a TMAO koncentrációja szinte egyenes arányban növekszik az élőhely mélységével. Az adatok alapján arra következtetett, hogy körülbelül 8000–8400 méteres mélységben a halak elérhetik azt a határt, amelyen túl ez a védekező mechanizmus már nem működik megfelelően.
A TMAO a fehérjék stabilizálása mellett a sejtek belső oldottanyag-koncentrációját is növeli. Egy bizonyos ponton ez megzavarhatja a sejtek vízháztartását, így a vegyületből nem lehet korlátlanul egyre többet felhalmozni. A feltételezést később mélytengeri expedíciók során begyűjtött halak vizsgálata is alátámasztotta: a minták TMAO-koncentrációja megfelelt a laboratóriumban előre jelzett értékeknek.
A kutatók sokáig a Mariana-árokban, mintegy 8100 méteres mélységben megfigyelt halakat tartották a világ legmélyebben élő képviselőinek. Jamieson azonban arra gyanakodott, hogy a rekordot máshol kell keresni. Rájött ugyanis, hogy a hőmérséklet is fontos tényező: a valamivel melegebb víz lehetővé teheti, hogy a halak nagyobb nyomást viseljenek el. Ezért figyelme az Ogaszavara-árok felé fordult, ahol a körülmények kedvezőbbek lehetnek a rendkívüli mélységben élő halak számára.
A kutatók végül 8336 méteres mélységben rögzítettek egy fiatal csigahal-félét, amely a legmélyebben megfigyelt hal rekordját állította fel. A felvételen látható állat meglepően apró és törékeny megjelenésű volt. Nem rendelkezett hatalmas fogakkal vagy ijesztő külsővel, mint ahogyan azt sokan a mélytengeri ragadozókról elképzelik. A csigahalfélék teste puha, pikkelytelen és gyakran áttetsző, úszóhólyagjuk pedig nincs. Mindezek az adottságok segíthetik őket a szélsőséges környezethez való alkalmazkodásban.
A 8336 méteres rekord ellenére a legmélyebb óceáni árkok aljáig még közel 3000 méternyi vízoszlop húzódik. A kutatók szerint elképzelhető, hogy a halak mélységi korlátja részben evolúciós örökség. Az egyik felvetés szerint a mai legmélyebb árkok kialakulása előtt az óceánfenék legmélyebb területei körülbelül 8000 méterig nyúlhattak. A halak alkalmazkodása így egy korábbi földtörténeti állapotot tükrözhet. Ez azonban egyelőre hipotézis, nem bizonyított magyarázat.
A hőmérséklet változása szintén módosíthatja a halak számára elérhető mélységet. Jamieson kutatásai alapján már néhány Celsius-fokos eltérés is jelentős, akár több száz vagy ezer méteres különbséget eredményezhet. Mindez arra utal, hogy a halak számára létező láthatatlan mélységi határ nem feltétlenül állandó.
A legmélyebb óceáni árkokban tehát továbbra is bőven akad felfedeznivaló. Miközben egyes apró gerinctelenek gond nélkül eljutnak a tengerfenékig, a halak számára a sejtek működését szabályozó kémiai folyamatok jelenthetik a végső akadályt.
Olvasd el ezt is!