Необичан живот у пећини Мовиле

1986. године у Румунији у предграђу Мангалије почела су истраживања земљишта ради изградње нове електране. Будући да је на овим просторима земљиште кречњачко, а да се кречњак раствара у води, постојање подземних вода могло би довести до урушавања земљишта испод електране, што је захтевало детаљну проверу. Вештачка окна су ископана на неколико места на 2 km од обале Црног мора, а за њихово испитивање је био задужен Кристијан Ласку (Cristian Lascu), спелеолог из Института за спелеологију у Букурешту „Emil Racovita”. На дну једног окна, 18 m испод површине открио је природну пећину која је у потпуности била изолована од површине и која је постала позната као пећина Мовиле.

Пећину чине хоризонтални ходници у дужини од 240 m који се простиру на два нивоа (приказано на слици испод).

Услови у пећини су исти током целе године: температура од 21 °C, влажност ваздуха готово 100% и без дашка ветра. Ипак, највише пажње привлачи састав атмосфере. У ходницима горњег нивоа атмосферу чини 20% кисеоника и 1% CO₂, а њихов удео се драстично мења у ваздушним коморама доњег нивоа. Ниво кисеоника у другој комори опада до 7%, а CO₂ расте на 3,5%. Метан је присутан са уделом од 1-2%. Вода која испуњава доње ходнике је термоминерална вода која допире са већих дубина и карактеристична је за целу област око града Мангалија. Атмосферски кисеоник се размењује између ваздуха и воде, али је на дубини већој од једног милиметра вода потпуно без кисеоника. Мала количина кисеоника у ваздуху и потпуно одсуство светлости су главни фактори који су обликовали живи свет Мовиле пећине.

Све пећине углавном карактерише одсуство светлости због чега нема довољно хране односно довољно примарних произвођача (у површинским екосистемима то су биљке) да би екосистеми опстали. Због тога живот у пећинама зависи од хранљивих материја које доспевају са површине. Екскрети животиња као што су слепи мишеви или лешеви животиња које су доспеле у пећину представљају важан извор хране, као и органске материје које вода донесе кроз пукотине у стенама. Међутим, у случају Мовиле пећине дебели слојеви глине испресецани слојевима кречњака затварају поре у стенама и спречавају понирање површинских вода са раствореним материјама. Тако ову пећину карактерише потпуно одсуство радиоактивних елемената као што су цезијум и стронцијум, а који су у већим количинама присутни у околном земљишту и пећинама услед Чернобиљске катастрофе.

Оно што је занимљиво јесте да су у пећини присутни бројни бескичмењаци а међу њима и предатори са високом метаболичком активношћу. Њихова бројност указује на развијен екосистем што значи да се морају нечиме хранити. Ако храна не доспева са површине и нема биљака, чиме се ови организми хране?

Главни извор хране у пећини Мовиле су хемоаутотрофи, организми који сами производе органске материје као и биљке, али у том процесу не користе светлост, већ доступне неорганске материје. Оксидацијом неорганских материја ови организми стварају енергију за производњу хране. Управо они су прва карика на којој се базира цео екосистем Мовиле пећине. Хемоаутотрофи су бактерије које у пећини Мовиле живе слободно на површини воде у доњим ходницима или формирају биофилмове на површини воде и околних зидова. Биофилм је заједница бактерија које се држе заједно помоћу ванћелијског матрикса који саме производе и који им омогућава да се залепе за површину. Биофилмови се могу састојати од више врста бактерија, а управо састав заједница одређује како ће она функционисати.

Основни извор енергије за хемоаутотрофе су редукована неорганска једињења као што су водоник-сулфид, метан, амонијак и нитрити који су доступни у термоминералним водама у доњим ходницима пећине. Бактеријске заједнице у пећини се превасходно састоје од сумпор-оксидујућих бактерија које оксидују водоник-сулфид из воде тако што му одузимају електрон и предају га молекулу кисеоника из ваздуха. Зато се ове заједнице налазе директно испод површине воде. Осим бактерија присутно је и пар врста археа.

Потрошаче у пећини Мовиле представљају једноћелијски организми као што су трепљари, али и вишећелијски организми као што су гљиве (до сада описано 123 врста) и животиње (51 врста бескичмењака). Највећи број врста гљива у пећини припада буђима из родова Aspergillus и Penicillium. Гљиве се могу наћи на зидовима и поду пећине, екскрементима и угинулим животињама. Водене гљиве су присутне и у биофилмовима. Већина изолованих врста је присутна само у пећини, а не и околном земљишту.

Од присутних врста бескичмењака чак 33 врсте су ендемичне, јединствене за пећину Мовиле. Због бактеријских заједница које цветају на површини воде у доњим ходницима, животиње углавном живе у води или поред ње у ваздушним коморама и око језера. Ваљкасти црви, пијавице, пужеви, различите врсте рачића и водене скорпије су водени представници док се на копну могу наћи паукови, стоноге, псеудоскорпије и инсекти. Највећи предатор у пећини је стонога Cryptops anomalans која може достићи до 10 cm.

Научници указују да је пећина настала из више догађаја крашких ерозија услед промена нивоа Црног мора. Најдубљи пролази (200 m испод површине) су настали пре око 5,3-5,9 милиона година када је дошло до значајног смањења нивоа воде Црног мора за чак 200 m. Горњи ниво пећине је настао током средњег Квартара, а последњи догађаји крашке ерозије су се одвили пре око 15 000 година када је ниво Црног мора опао за 60 m. Данас се пећина и даље мења под утицајем бактеријске активности. Сумпор-оксидујуће бактерије ослобађају сумпорну киселину која раствара карбонат са зидова пећине тако да се доњи ходници постепено шире. На горњим нивоима долази до корозије услед кондензације.

Пећина Мовиле је први до сада откривени екосистем који се базира само на хемосинтези. Према прихваћеним теоријама живот на Земљи је настао у хидротермалним вентилима на дну океана где владају слични услови као у Мовиле пећини. Због тога сазнања о овом екосистему могу показати како је живот настао и еволуирао у таквим условима. Наведени бескичмењаци немају очи нити пигмент који ће их штитити од сунца, а имају дуже антене како би боље осећали вибрације у мраку.

Од свог открића пећина је затворена од спољашњег света, а у њу могу ући само научници у малом броју пар пута годишње. Улазак је строго контролисан како би се смањила контаминација, а улази се у оделима која су претходно прокувана. Боравак је ограничен на 5 сати због токсичности гасова. Постоји неколико документараца о овој пећини, али снимци нису заправо из пећине, јер би то захтевало улазак целе камерманске екипе у пећину. Један од научника који се спустио у пећину 2011. године снимао је спуст GoPro камером на кациги који можете погледати 🙂