חשיפת מחזור חמצן, פחמן ומזון תוך-מקומי במקום ביולוגי מונע-ספוגים בארקטי

חיים משגשגים בארקטי העמוק והחשוך

רחוק מתחת לגלים, במים שקרובים להקפאה וללא אור שמש כלל, מדענים גילו קהילה מפתיעה של פעילות: שטחים עצומים של ספוגי-ים עמוקים החיים על הר תת-ימי בארקטי. המחקר הזה בוחן כיצד בעלי חיים שנראים פשוטים אלה שומרים על מערכת אקולוגית נסתרת שלמה על ידי לקיחת חמצן, צריכת מזון בלתי נראה ומחזור חומרים מזינים מרכזיים שעליהם תלויים שאר יצורי הים.

עיר תת-ימית של ספוגים

המחקר מתמקד ב-Schulz Bank, רכס תת-ימי גבוה לאורך רכס מרכזי ארקטי שפסגתו נמצאת כ-580 מטר מתחת לפני הים. קודקודו מכוסה ב"משטחי ספוגים" צפופים, שבהם סוגים שונים של ספוגים יוצרים מבנים בסגנון שוניות הבנויים ממחטים שלדיות מזכוכית. שדות הספוגים הללו יוצרים בית תלת-ממדי שמגן על דגים, אלמוגים והרבה חסרי חוליות קטנים. זרמים חזקים מסביב להר תופסים חלקיקים וחומר אורגני מפרחי הפלנקטון העונתיים ומספקים אותם אל הפסגה, והופכים אותה לנקודת חום ביולוגית בעומק הים למרות הסביבה הקשה והענייה במזון.

מדידת נשימה ופסולת בקרקעית הים

כדי להבין כיצד הקהילה הזו פועלת, הצוות השתמש בכלי רתום מרחוק כדי להציב תאי אקריליק שקופים מעל כתמי שטח של משטח הספוגים. כל תא סגר מקטע קטן של קרקעית הים ואת בעלי החיים המתגוררים בו. במשך כמה שעות, מכשירים הקליטו שינויים ברמות החמצן ואספו דגימות מים כדי לעקוב אחרי מיקרובים זעירים וחומרים מזינים מומסים כגון צורות שונות של חנקן וזרחן. על ידי השוואת תאים שהכילו ביומסה גדולה של ספוגים לאלה עם ספוגים מועטים או מפוזרים, החוקרים יכלו להעריך עד כמה הספוגים עצמם מניעים את הכימיה של המים הסובבים.

נקודת חום תת-ימית לשימוש בפחמן

משטח הספוגים התגלה כמנוע עיקרי של נשימה. הקהילה צרכה חמצן בקצבים השווים לאלה שנמדדו בשוניות אלמוגים עמוקות מפורסמות והרבה יותר גבוהים מאשר בלגונות רכות סמוכות בארקטי. במילים פשוטות, הספוגים ושכניהם מצרכים פחמן אורגני מהר הרבה יותר משהוראה איטית וקבועה מהשטח יכולה להניב. אי-התאמה זו מרמזת שהספוגים מנצלים מקורות מזון נוספים ופחות גלויים, בייחוד פחמן אורגני מומס ופלנקטון מיקרוסקופי, אותם הם מסננים ברציפות מהמים. פעילותם מקשרת בחוזקה את המים העליונים לקרקעית, ומשנה במהירות פחמן לא נגיש לצורות שיכולות להזין את רשת המזון הבנטית הרחבה יותר.

הפיכת פסולת לדשן לעומק הים

באותו הזמן שבו הם צורכים חמצן ופחמן, הספוגים משחררים זרם יציב של מזינים אי-אורגניים—אמוניום, ניטראט, ניטריט וזרחן—חזרה למים. חומרים מזינים אלה פועלים כדשן, ועלולים להאכיל מיקרובים ואצות באופן שמגיע רחוק מעבר להר התת-ימי. תאים שהכילו ביומסה של ספוגים גבוהה הראו בדרך כלל שחרור מזינים גדול יותר, מה שמדגיש את תפקידם המרכזי של בעלי החיים. המחקר גם מצא שסוגי ספוגים שונים מתנהגים אחרת. ספוגים עם מעט מיקרובים פנימיים נטו לשחרר כמויות גדולות במיוחד של אמוניום וזרחן, בעוד שספוגים עשירי-מיקרובים נראו כממחזרים מזינים ביתר פנים ושומרים על יחסים מאוזנים יותר בין חנקן לזרחן. הדבר מרמז שהתמהיל של מיני הספוגים על רכס תת-ימי יכול לעצב לא רק כמה חומר מזין מתחדש, אלא גם באיזו צורה כימית.

למה תחנת המחזור הנסתרת הזו חשובה

במבט כולל, התוצאות מציירות את Schulz Bank כתחנת מיחזור בעומק הים: הספוגים מושכים פחמן וחמצן מדוללים וקשים לשימוש מהמים, מעבדים אותם ומשחררים תוצרי לוואי עשירים במזינים שיכולים לתמוך בחיים אחרים באוקיינוס החשוך. למרות שהמדידות טכניות ומבוססות על מספר מוגבל של ניסויים, הן מאשרות שמשטחי הספוגים אינם רק בתי גידול פסיביים אלא מנועים פעילים של מחזור פחמן וחומרי מזון. מאחר שמשטחים דומים של ספוגים מתגלים כעת ברחבי האוקיינוסים, השפעתם המשולבת עשויה להשפיע באופן משמעותי על האופן שבו מזינים ואנרגיה זזים במים העמוקים. לכן חשוב להגן על קהילות הגדלות לאט אלה מפני איומים כגון דיג גרירה קרקעי, כרייה תת-ימית ושינויים במעגלים המימיים המונעים על ידי האקלים, כדי לשמור על בריאות ופוריות המערכת האקולוגית הימית הרחבה יותר.

ציטוט: Hanz, U., Mueller, B., Bart, M.C. et al. Unveiling in situ oxygen, carbon and nutrient cycling of a sponge-driven biological hotspot in the arctic. Sci Rep 16, 7743 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41798-4

מילות מפתח: ספוגי מים עמוקים, מחזור מזון, שכונת הר מתחת למים בארקטי, זרימת פחמן, כתם חיים בקרקעית