Sub o câmpie obișnuită de lângă Mangalia se află unul dintre cele mai ciudate ecosisteme de pe Pământ. Nu primește lumină și nu are intrare naturală. Viața de acolo nu depinde de Soare, ci de bacterii care „mănâncă” substanțe chimice.
Timp de citire: aproximativ 8 minute
Descoperirea, în 1986
În 1986, lângă Mangalia se făceau studii geologice pentru o centrală electrică planificată, iar pentru ele s-a săpat un puț în pământ. La baza lui s-a deschis un gol în calcar: o peșteră fără nicio legătură naturală cu suprafața. Primul om care a coborât în ea a fost speologul Cristian Lascu.
Aerul era greu, cald și mirosea a sulf. Pe apa unui mic lac subteran plutea o peliculă albicioasă. Printre pietre se mișcau animale palide și oarbe, multe dintre ele necunoscute științei. Peștera a primit numele locului: Movile.
Primele cercetări au fost conduse de Cristian Lascu, Șerban Sârbu și Radu Popa, împreună cu speologii grupului GESS (Grupul de Explorări Subacvatice și Speologice).
Cristian Lascu
Speolog și scafandru · descoperitorul peșterii
A pătruns primul în peșteră în 1986 și a explorat-o, inclusiv în porțiunile inundate. A devenit apoi una dintre cele mai cunoscute voci ale speologiei românești, inclusiv ca redactor-șef al ediției românești a revistei National Geographic.
Șerban Sârbu
Biolog · cercetătorul ecosistemului
A condus studiul biologic al peșterii. În 1996, împreună cu Thomas Kane și Brian Kinkle (Universitatea din Cincinnati, SUA), a publicat în revista Science dovada că ecosistemul din Movile se bazează pe hrană produsă chiar acolo, în întuneric, prin chemosinteză.
Context
Speologia românească are o tradiție aparte. Emil Racoviță a pus bazele biospeologiei, adică studiul vieții din peșteri, printr-un eseu publicat în 1907. În 1920 a fondat la Cluj primul institut de speologie din lume. Descoperirea de la Movile continuă această tradiție.
Cum arată peștera
Galeriile cunoscute însumează în jur de 200 de metri, pe două niveluri. Galeria de sus este uscată. Cea de jos este parțial inundată de o apă termală sulfuroasă care urcă din adânc. În câteva locuri, între tavan și apă au rămas buzunare de aer, numite clopote de aer. Acolo pulsează viața.
Secțiune simplificată, nu la scară. Pe telefon, diagrama se poate derula orizontal.
O atmosferă greu de respirat
Aerul din Movile nu seamănă cu cel de afară. E cald și saturat de umezeală. Conține de două-trei ori mai puțin oxigen și de aproape o sută de ori mai mult dioxid de carbon, plus metan și hidrogen sulfurat, gazul cu miros de ou stricat.
0lumină naturală
7–10%oxigen în aer (afară: 21%), în unele zone ceva mai mult
2–3,5%dioxid de carbon (afară: aproximativ 0,04%)
1–2%metan, plus hidrogen sulfurat și amoniac
21 °Ctemperatură constantă, cu umiditate aproape de 100%
Precizare
„Fără pic de oxigen”? Nu chiar.
Se spune adesea că viața din Movile se dezvoltă în absența totală a oxigenului. Formularea exactă este alta. Aerul peșterii are puțin oxigen, dar are. Apa sulfuroasă rămâne fără oxigen la mică adâncime sub suprafață. Viața este cea mai bogată exact la granița dintre aer și apă, unde oxigenul din aer întâlnește hidrogenul sulfurat și metanul din apă. În zonele complet lipsite de oxigen trăiesc și microorganisme anaerobe.
Lipsa luminii este, în schimb, totală.
Cum trăiești fără Soare: chemosinteza
Aproape toată viața de pe Pământ depinde, direct sau indirect, de fotosinteză: plantele și algele captează energia luminii și produc hrană. În Movile nu există lumină, deci nu există nici plante. Rolul lor e luat de bacterii care obțin energie din reacții chimice.
Aceste bacterii „ard” hidrogenul sulfurat, metanul sau amoniul cu puținul oxigen din aer. Cu energia obținută își construiesc corpul din carbon: fie din dioxid de carbon, fie, la cele care consumă metan, chiar din metan. Procesul se numește chemosinteză și a fost descoperit în 1887 de Serghei Winogradski, la bacterii care consumă sulf.
Fotosinteză
Chemosinteză
Sursa de energie
Lumina Soarelui
Reacții chimice cu substanțe precum H₂S, CH₄, NH₄⁺
Cine o face
Plante, alge, cianobacterii
Anumite bacterii și arhee
Unde o întâlnim
Aproape peste tot unde ajunge lumina
Izvoare hidrotermale de pe fundul oceanelor, peșteri sulfuroase, sedimente, adâncuri
În Movile
Absentă
Baza întregului ecosistem
Bacteriile se adună în covoare microbiene, pelicule care plutesc pe apă și îmbracă pereții. Covorul e o comunitate întreagă, cu diviziunea muncii: unele bacterii oxidează sulful, altele metanul, altele amoniul. Altele se hrănesc cu ce lasă în urmă vecinii lor.
Cine pe cine mănâncă
Covorul microbian e „pășunea” peșterii. De la el pornește un lanț trofic complet, cu ierbivore, prădători și chiar prădători de vârf.
Sursa de energieApa termală și aerul peșteriiDin adânc urcă hidrogen sulfurat, metan și amoniu. Din aer vine oxigenul, puțin, dar suficient.
ProducătoriiBacterii chemosintetice și metanotrofeOxidează sulful (de exemplu Thiobacillus și Beggiatoa), metanul și amoniul și transformă carbonul anorganic sau metanul în materie vie.
ConsumatoriiAnimale care pasc covorul microbianMelci, crustacee mărunte, izopode, colembole și diplopode se hrănesc direct cu pelicula de bacterii.
PrădătoriiVânătorii din întunericPăianjeni, pseudoscorpioni, scorpionul de apă orb Nepa anophthalma, lipitoarea Haemopis caeca și centipedul Cryptops speleorex, descris în 2020 și poreclit „regele peșterii”.
În 1996, Sârbu și colegii săi au arătat prin analize de izotopi că hrana animalelor provine din carbonul fixat chiar în peșteră, nu din materie organică venită de la suprafață. Movile a devenit astfel primul ecosistem terestru cunoscut bazat pe chemosinteză. Primele ecosisteme de acest fel fuseseră găsite în 1977, pe fundul oceanului, în jurul izvoarelor hidrotermale.
Izolată de restul lumii
Peștera nu are intrare naturală. Este acoperită de straturi groase de argilă și loess prin care nu trece apa. Animalele ei au evoluat separat de rudele de la suprafață și s-au adaptat întunericului. Majoritatea nu au ochi și pigment și au antene și picioare lungi, cu care pipăie mediul.
50+specii de nevertebrate adaptate peșterii
37specii endemice, care nu trăiesc nicăieri altundeva
milioanede ani de evoluție separată de suprafață
Despre cifre
Veți întâlni frecvent afirmația că peștera e izolată de 5,5 milioane de ani. Formarea peșterii a început într-adevăr cam atunci, la sfârșitul Miocenului. Echipa care o administrează științific (GESS) arată însă că ultimele legături cu suprafața s-au închis mai târziu, în Cuaternar, adică în ultimii aproximativ 2,5 milioane de ani. Și numărul speciilor crește pe măsură ce sunt descrise specii noi.
De ce contează Movile pentru cercetarea microbiotei
Microbii pot ține în viață un ecosistem întreg. În Movile, totul pornește de la bacterii. Aceeași idee, că microbii nu sunt doar „pasageri” și pot susține organisme mai mari, stă la baza cercetării microbiomului uman.
Majoritatea microbilor nu cresc în laborator. Pentru a afla cine trăiește în Movile și ce mănâncă fiecare, cercetătorii au analizat direct ADN-ul din probe. De exemplu, în 2009 au urmărit atomi marcați de carbon ca să vadă ce bacterii consumă metanul. Aceeași familie de metode a dezvăluit microbiomul intestinal.
Cooperarea e regula. În covorul microbian, ce produce o bacterie devine hrană pentru alta. Fenomenul se numește hrănire încrucișată și e esențial și în intestin.
Viața la limită. Movile e un model pentru felul în care ar putea exista viață sub suprafața altor planete și luni, departe de lumină.
Important
Peștera Movile nu se vizitează. Singura intrare este puțul artificial de aproximativ 18 metri, închis cu o ușă etanșă. Accesul e permis doar cercetătorilor, de câteva ori pe an, cu aprobare. Aerul de afară ar putea dezechilibra atmosfera unică a peșterii și, odată cu ea, tot ecosistemul.