Chemosynthese en Symbiose
Er zijn veel verschillende soorten bacteriën en archaea bij de hydrothermale bronnen. Velen van hen kunnen voedsel produceren door een proces dat chemosynthese wordt genoemd. Zij gebruiken bijvoorbeeld het giftige waterstofsulfide - het gas van rotte eieren – van de hydrothermale vloeistof en de zuurstof van het omringende zeewater om het waterstofsulfide te oxideren. Tegelijkertijd wordt de zuurstof tijdens deze reactie gereduceerd. Dit proces levert veel energie op. Deze energie wordt gebruikt om anorganisch koolstofdioxide om te zetten in organische koolstof, dat hun voedsel is. Het principe is hetzelfde als bij de fotosynthese van planten, maar bacteriën gebruiken de energie van chemische verbindingen in plaats van die van de zon.
Verschillende grote dieren zoals de reuzenkokerworm, de pompeïworm, mosselen en zelfs kleine wormachtige weekdieren leven in symbiose met zwavelbacteriën. Ofwel zitten deze bacteriën in de dieren, zoals bij de kokerworm of de mossel, ofwel leven ze op de huid van de dieren, zoals bij de pompeïworm en de weekdierworm. Al deze dieren worden de gastheer genoemd, de zwavelbacteriën zijn de symbionten.
De symbionten ontvangen alle chemicaliën van de gastheer om anorganische koolstof vast te leggen en voedsel te produceren. Dit voedsel gebruiken de bacteriën om zelf te groeien, maar ze delen het ook met de gastheer. De gastheer wordt gevoed door zijn symbionten. Sommige gastheren eten bovendien vrijlevende bacteriën, die ze gewoon met hun mond opnemen, en dat in hun darmen verteerd wordt. Dit is het geval bij mosselen, pompeiwormen en weekdierwormen. Alleen de kokerwormen hebben geen mond en darm meer. Zij leven uitsluitend van het voedsel dat ze van hun symbionten krijgen.
Van links naar rechts (Foto's Monika Bright)
Wormachtig weekdier van het phylum Mollusca en de familie Solenogastres met de wetenschappelijke naam Helicoradomenia. Deze ongeveer 3 mm lange wormen hebben geen schelp. In plaats daarvan hebben ze kleine haartjes van hetzelfde materiaal als de schelpen van mosselen en slakken. De symbionten leven tussen deze borstelharen, maar sommige zijn ook in de huid aangetroffen.
De Pomeii worm behoort tot het phylum Annelida van de familie Alvinellidae (wetenschappelijke naam Alvinella pompejana). Deze wormen leven op zwarte rokers. Waar hun temperatuurgrens ligt, is nog steeds omstreden. Ze bouwen buizen en er zijn temperaturen tot 120° Celsius gemeten. Omdat ze in hun buis kunnen bewegen lijkt het dat ze tot rond de 50° Celsius kunnen leven. Geen enkel ander dier kan zo'n hitte in de oceaan verdragen.
De zogenaamde reuzenkokerworm Riftia pachyptila van het phylum Annelida, familie Siboglinidae wordt al meer dan 20 jaar bestudeerd. Dit is het snelst groeiende ongewervelde dier dat we kennen. Hij kan 80 cm groeien in zijn eerste levensjaar. Hij doet dit zonder mond en darmen. In plaats daarvan heeft hij bacteriën in zijn lichaam in een orgaan, genaamd de trofsoom.
De mossel Bathymodiolus thermophilus behoort tot het phylum Mollusca, familie Tweekleppigen. De zwavelbacteriën bevinden zich in de kieuwen van het dier. Deze mosselen kunnen zich verplaatsen en dus ook de juiste omstandigheden kiezen om te leven. Ze leven bij slechts enkele graden warmer dan het omringende koude zeewater.