En rolig formiddag utenfor øya Luzon, den største landmassen i Filippinens skjærgård, flippet jeg tilbake av en smalskroget trebåt i dykkerutstyr og sank ned i Batangas Bay. Lyset skyggelagt fra turkis til ertegrønt når overflaten falt tilbake. På 85 fot møtte jeg fem stigende dykkere, kroppene deres innkapslet i mekaniske ryggdeler av slanger og ståltanker og kameraer - mer enn 100 kilo gir per person. Bart Shepherd, et medlem av denne bioniske kvintetten, ga meg en nettmaske fylt med prøver, hvert dyr som er beskjeftiget i sin egen plastpose som innholdet i en snøklode. Jeg kikket på dyrene innenfor: livlige oransje ledningskoraller, diaphanous kam gelé, gobies ikke lenger enn en furunål. Noen av disse organismer hadde aldri blitt beskrevet av vitenskapen.
Relatert innhold
- Hvordan et team av forskyvede bundne forskere omdefinerte Reef økosystemer
Uoppdagede arter florerer i Twilight Zone, et globalt band med dypt vannrev som er lite besøkt og mindre forstått. Korallrevene som dominerer den populære fantasien - og den vitenskapelige litteraturen - er grunne, solopplyste hager, tilgjengelige selv for amatørdykkere. Men synk under 130 fot, så finner du deg selv i en svak ny verden. Kjente harde koraller gir teknisk farge myke kroppskoraller som bølger i strømmen som drømmer om seussisk feber. Papegøyefisk og kaninfisk seder bort til lysende bassetter og brilleøyde ekorn. Twilight Zone, kjent for forskere som den mesofotiske eller "midtlys" sonen, er et rev som mangler planteliv, et kongerike av plankton-spisere og rovdyr.
" Det er kjempebra å droppe fra siden av båten og fritt falle på et sted som ingen noen gang har vært før, " sa Shepherd, akvariedirektør ved California Academy of Sciences, når jeg først hadde dukket opp og returnerte til dykkebåten, et tradisjonelt filippinsk håndverk kalt en bangka . Etter å ha vært under vann i fem timer, på dybder hvis trykk oversteg 200 pund per kvadrat tomme, virket Shepherd tappet men fornøyd. "Jeg elsker at du fortsatt kan gjøre det på denne planeten, " sa han.
Korallrev er blant verdens mest umulige naturtyper: stresset av klimaendringer, plyndret av overfiske, forgiftet av forurensning. Men mens bevaring har styrket seg mot korallens sak, har dype skjær lenge holdt seg utenfor syne og sinn. Det siste tiåret har dette begynt å endre seg: Mer enn 500 artikler er publisert om mesofotiske skjær siden 2010, over dobbelt så mange som i de foregående 50 årene til sammen. Nå blir det stadig tydeligere at verdens mesofotiske soner har en uforholdsmessig stor andel av marint biologisk mangfold.
I sitt rikholdige og bisarre biologiske mangfold ligner verdens skumringssoner ingenting så mye som undersjøiske øyer. Siden Darwin har biologer erkjent at bakkeøyer er spesiallagger - som, som vitenskapsforfatter David Quammen en gang sa det, "geografisk isolasjon er evolusjonens svinghjul." På samme måte som Galapagos vrimler med unike finker og skilpadder, så gjør også verdens Twilight Zones fungerer som øyer i det dype, kverner ut endemiske arter i kraft av sin ensomhet.
Vitenskapens spirende forståelse av den mesofotiske sonen har blitt hardt vunnet. Bare en håndfull elitekniske dykkere er i stand til å trenge gjennom Twilight Zone sine skumle avgrenser. "Din beste tanke når du er der nede, " sa Luiz Rocha, California Academy's Curator of Fishes og ekspedisjonens medleder, den kvelden, "holder deg i live."
Få forskere har lagt øynene opp for mer uutforskede skjær enn Rocha, Shepherd og teamet deres. Siden 2013 har California Academy montert en serie forskningsekspedisjoner til Twilight Zones på steder som Vanuatu, Pulau, Easter Island og Brasil. I fjor sommer ble jeg med på teamet for en ukes dykking langs Filippinernes Verde Island Passage, en smal sund hvor kolliderende strømmer gir næring til noen av planetens rikeste marine habitater. Akademiets mannskap på ni personer søkte svar på en serie presserende spørsmål: Hvilke arter hyppig den mesofotiske sonen? Hvordan kobler dype skjær til sine grunne kolleger?
Og mest presserende: Hva vil det til for å bevare et økosystem så uklar at få mennesker til og med skjønner at det eksisterer?
En ny art sommerfuglfisk oppdaget av dykkerteamet fra California Academy. (Luiz Rocha / California Academy of Sciences) Opprinnelsen til moderne undersjøisk leting dateres til 1943, da Jacques-Yves Cousteau samarbeidet med ingeniøren Emile Gagnan for å lage Aqua-Lung. Oppfinnelsen deres, et pusteapparat som tilførte dykkere luft fra en komprimert gassflaske, ga opphav til moderne dykking og en gullalder med marin forskning: Endelig kunne forskere utforske havet uten å bli bundet til overflaten av slanger. "Om natten hadde jeg ofte hatt visjoner om å fly gjennom å forlenge armene mine som vinger, " skrev Cousteau i memoaret sitt, The Silent World, i 1953. "Nå fløy jeg uten vinger."
Imidlertid var Cousteaus vinger fremdeles klippet ut. Grensene for konvensjonell dykking ligger rundt 120 fot; ned dypere, og du møter nok livstruende sykdommer til å fylle en medisinsk lærebok. De færreste forstår farene ved leting etter dyprev bedre enn Richard Pyle, en hawaiisk zoolog som midlertidig ble lammet av et nesten dødelig slag av dekompresjonssykdom - den fryktelige tilstanden kjent som bøyene, forårsaket av vekst av nitrogenbobler i dykkernes blodstrømmer. under for raske oppstigninger - mens jaget fisk i Palau i 1986.
Selv om Pyle, da 19 år gammel, vandret med en stokk i ett år, forsterket hans pensel med døden bare ønsket om å besøke dypet. På slutten av 1980-tallet tilpasset han og andre marine dykketeknikker til revforskning, og startet en teknologisk revolusjon som åpnet Twilight Zone for å studere for første gang.
Deres innsats forbedret vår oppfatning av korallrevsstruktur. "Det mesofotiske revet viste seg å være 80 prosent av naturtypen, " undrer Pyle i dag. "I flere tiår var vårt perspektiv på korallrev baklengs."
Selv om Pyles innovasjoner gjorde undersøkelse av Twilight Zone mulig - “det er vanskeligere for folk å gjøre dumme feil og drepe seg selv, ” sa han til meg - det er fortsatt en avskrekkende teknisk utfordring, som jeg oppdaget da jeg besøkte California Academy's mannskap på Filippinene. I Twilight Zone's miljø under trykk blir god gammel luft giftig: Normale oksygenkonsentrasjoner induserer anfall, mens nitrogen kan bli en narkotisk så desorienterende at det å legge to og to på fingrene føles like utfordrende som teoretisk fysikk. For å overvinne disse giftige effektene puster dykkere en spesielt blandet cocktail av gasser hvis primære ingrediens er helium.
Det er en grunn til at Bart Shepherd og California Academy's andre dykkere fremsto så tyngde med maskiner: Deres liv er avhengig av et batteri med finkalibrert utstyr. Rebreathers resirkulerer hver utånding; skrubberbeholdere fanger opp avgasset karbondioksid ved å omdanne det til kalsiumkarbonat; datamaskiner injiserer nøyaktige puffer med oksygen i luftslanger. Hver dykker har tre reservetanker, i tilfelle rebreather svikter og de må trekke seg mot overflaten.
På sommerens dykk ville Mauritius Bell, Akademiets drill-sersjant for en dykkersikkerhetsoffiser, starte morgenen med å gjennomgå med mannskapet alle de uutholdelige måtene de kunne omgås under vann. "Det er ikke noe trivielt med hva vi gjør, " minnet han dem om. "Dette er så komplisert som dykking blir."
Skumringsdykk er ytterligere handikappet etter tid. Jo dypere du går, og jo lenger tid du bruker på dybden, jo mer nitrogen absorberer kroppens vev, og jo større er risikoen for fryktede bøyer. På sine dypeste dykk kan Shepherd, Rocha og lagkameratene ikke bruke mer enn 10 minutter på bunnen, noe som gjør hver avstamming til en gal rusling for å samle dyr, telle fisk og skyte video før blinkende lys på retinalskjermene advarer dem om sin dyrebare tid er oppe.
Halvveis i den 10 dager lange Filippinene-ekspedisjonen krøp trettheten inn i teamet, stealthy og hadde på seg som nitrogenbobler. Mannskapet hadde samlet to dusin korallprøver og varetekket dem til et provisorisk akvarium på et lokalt hotellrom for eventuell transport tilbake til California. Mer unnvikende var deres primære mål: glorete virvelløse dyr kjent som kamgeléer, som teamet har kalt "sjø-peeps" for deres passerende likhet med den bunny-formede marshmallow-karamellen.
Under tidligere ekspedisjoner hadde kamgeléer prydet praktisk talt alle overflater i Batangas Bays mesofotiske sone. Nå kan du telle dem alle på en enkelt hanskerhånd. Deres uforklarlige fravær så ut til å plage Shepherd og Rocha, en hånlig påminnelse om hvor lite de visste om Twilight Zone's denizens.
"I fjor kunne vi ha samlet 50 sjøkikk på ett dykk, " sukket Rocha den kvelden da han satte seg tungt på hotellets veranda, øl i hånden. Han stønnet, en lyd som inneholdt notater om frustrasjon og utmattelse. "Jeg føler at jeg ble hengt over en bjelke og truffet med en baseball-flaggermus." Rocha brettet ut sin bærbare datamaskin for å se på dagens bilder og heiet seg raskt opp ved synet av Grammatonotus brianne, en bassett med en flamboyant hale og solnedgangfargede flanker - en fisk han og kollegene bare hadde beskrevet året før. "Vi har omtrent 15 nye arter som vi trenger å beskrive i køen akkurat nå, " sa han til meg.
Hvis noen kan absorbere Twilight Zone-straffen, er det Rocha, en brennende brasilianer som bestemte seg for å bli biolog da en lærer i tredje klasse hentet inn en tank full av guppies. De fleste av Brasils fiskebiologer graviterer til Amazonas; Rocha gjorde en tur til elven og bestemte seg for at han var bestemt til å studere saltvann i stedet. På college piloterte han ofte en motorbåt tre timer ut på havet og dyppet til 70 meter på vanlig luft, den samme risikable virksomheten som nesten drepte Richard Pyle. "Det var vanvittig dykking, " lo han, med liten anger.
Til syvende og sist overstyrte hans sult etter kunnskap instinktet for selvbevaring. "Siden jeg begynte å dykke, har hele mitt press vært å finne nye arter, forstå hvorfor og hvordan skjær er så forskjellige og hvordan artene deres interagerer med hverandre, " sa han. Og ingen steder gjør den grunnleggende økologiske forskningen mer irriterende - eller viktigere - enn i Twilight Zone.
Levende oransje koppskoraller som disse lever ut og lever på vertikale flater og huler ned til store dyp. (Luiz Rocha / California Academy of Sciences) Til tross for blomsterutseende er koraller dyr. Men de er også halvparten av et symbiotisk forhold: Mange koraller huser mikroskopiske alger kalt zooxanthellae, fotosyntetiserende planter som fôrer vertene sine i bytte mot ly.
Det er et delikat partnerskap. Når vanntemperaturene blir for høye, sparker varmestressede koraller ut husvernene sine, blir spøkelseshvite og til slutt dør, et skadelig fenomen som kalles bleking. Når klimaet varmer, har bleking blitt hyppigere. En varm strekning som holdt seg fra 2014 til 2017, rammet 70 prosent av verdens skjær, og drepte mer enn 80 prosent av koraller i noen hjørner av Australias Great Barrier Reef. Effektene av den katastrofen vil henge lenge.
Hvor dype skjær passer inn i dette dystre bildet har lenge vært en kilde til fascinasjon. I 1996 lanserte Peter Glynn, en korallforsker ved University of Miami, spekulasjonene i et papir om årsakene til bleking. Glynn la merke til at vanntemperaturene hadde en tendens til å være høyere på de solfylte grunningene, og antydet at de kjøligere mesofotiske dybder kunne "gi tilflukt for korallbestander, " og gi et høyborg der revboerne kunne bære sin tid når overflateforholdene ble for varme til å håndtere.
En prosesjon av forskere har siden studert Deep Reef Refugia-hypotesen, og har undersøkt om Twilight Zone kan tilby sikkerhet ikke bare fra bleking, men også fra andre toppside-stressorer som orkaner, forurensning og overfiske. Resultatene er blandet. Mens karibiske orkaner har ødelagt koraller nær overflaten og skånet dype - et punkt i hypotesen 'favør - virker noen mesofotiske skjær faktisk mer utsatt for bleking, kanskje fordi koraller nær overflaten er bedre tilpasset varmt vann.
I 2017 fant et forskerteam ledet av Pim Bongaerts, en korallbiolog ved University of Queensland, at tallerkenskoraller på dype skjær på Bermudan var genetisk forskjellige fra grunne, noe som antyder at bestander på forskjellige dybdenivåer sjelden blandes. "Min generelle konklusjon er at Refugia-hypotesen kan være svært relevant for enkelte arter, men at den kanskje bare spiller en begrenset rolle i det samlede økosystemet, " fortalte Bongaerts. "Det er mer komplisert enn et enkelt sant-eller-usant svar."
Så langt ser det ut til at California Academy-data representerer en streik mot Refugia-hypotesen. I stedet for å dele arter med grunne over, har Rocha og kollegene funnet ut at mesofotiske skjær for det meste er okkupert av unike fisker som er spesialiserte i livet i dypet. Innbyggerne i Twilight Zone inkluderer oditeter som den lille fe-basleten ( Sacura parva ), en rosa og gul juvel som aldri hadde blitt fotografert i naturen før Rocha fikk bildet sitt i 2017. Shepherd ser noen mesofotiske fisk så pålitelig på visse dybder at han vet hvor langt han gikk ned uten å måtte konsultere datamaskinen sin.
Med andre ord: Sonenes fisk er kanskje ikke koblet nok til at refugiumeffekten kan gjelde. "Selv de fiskene som er registrert i både grunne områder og i den dype mesofotiske sonen, har en enorm preferanse for den ene eller den andre, " fortalte Hudson Pinheiro, en ithyology-doktorgradsstudent på dykkerteamet.
Ikke bare deler dype skjær få arter med grunne, de ser ikke ut til å dele mange arter med hverandre . Da akademiet hadde drevet på Påskeøyas skumringssone, var praktisk talt alle arter de møtte endemisk for regionen; i mellomtiden var bare rundt en fjerdedel av den grunne fisken endemisk. Andre forskere har observert lignende mønstre. Da Richard Pyle undersøkte Hawaiis Kure Atoll, fant han ut at hver eneste mesofotiske fisk var unik for Hawaii-øyene.
Ingen kan helt som forklarer den ekstraordinære endemismen, men Pyle har noen ideer. I henhold til hans "Habitat Persistence Hypothesis" ble den slående unike i Twilight Zone's fauna produsert av historiske klimaendringer. Da istidene låst opp sjøvann og krympet hav, strandet det stupende havnivået mange grunne skjær og drepte innbyggerne. Etter at isen smeltet og grunne igjen var nedsenket, fløt fisk og virvelløse larver over fra andre skjær for å rekolonisere nylig tilgjengelig habitat. Rev i Twilight Zone lå imidlertid for dypt til å bli utsatt for fallende hav, noe som gir innbyggerne mer tid til å utvikle seg til forskjellige arter.
Jo dypere vi dykker, jo mer komplekse dype skjær blir. Helt år blir det tydeligere at dyprevet ikke er et monolittisk økosystem; i stedet er det en gradient, et spekter av overlappende naturtyper som er preget av distinkte miljøforhold og dyresamfunn. I mars døpte for eksempel Smithsonian-forskere en ny sone: den sjeldne, eller "knappe lys" -sonen, som begynner rett under den mesofotiske, på rundt 425 fot.
"Oppdagelsen av det sjeldne bildet hjelper faktisk med å definere det mesofotiske, " påpekte Carole Baldwin, zoologen som ledet studien. "For å definere den sanne nedre grensen, må du gå utover den."
Forskere har også begynt å gjenkjenne alarmerende trusler mot dypt revens helse. På en måte er sårbarheten i Twilight Zone et produkt av den ekstreme utilgjengeligheten. Over hele verden har naturvernere forsøkt å beskytte grunne skjær ved å opprette marine beskyttede områder, utvidelser av hav der menneskelige aktiviteter som fiske er begrenset. Ofte er MPA-er lobbyet for og finansiert av fritidsdykkere, hvis turismedollar gir lokalsamfunn insentiv for å bevare skjær. Men hvem kommer til å beskytte et rev for dypt for at de fleste dykkere kan besøke?
Dessverre er eksempler på forsømmelse fra Twilight Zone legion. Etter at lokalbefolkningen klaget over gruvedrift av avliving ved skjær ved kysten i New Guinea, fortalte Richard Pyle meg med avsky, dumpet selskapet bare avfallet dypere, “fordi de regnet med at alt der ute bare var gjørme og ormer.”
Siden formuleringen av Refugia Hypothesis, sa Pyle, har velmenende biologer benyttet seg av den for å gå inn for økt forskning og beskyttelse av Twilight Zone. Men hvis Twilight Zone tross alt ikke viser seg å være et refugium - hvis det ikke er okkupert av utvandrere fra grunt, men av sine egne underlige og fantastiske skapninger - vil ikke dette minske imperativet for å redde det, bare endre begrunnelsen. Dype skjær er ikke tilleggsutstyr for de grunne, men evolusjonære hotbeds som krever beskyttelse i seg selv.
"Dykkegrupper vil be om å beskytte grunne skjær, og forskere vil be om det, og bekymrede borgere vil be om det, " grep Rocha en dag ombord på bangkaen vår da han inspiserte utstyret sitt . Han spyttet i masken sin og gned spytt i hjørnene for å forhindre tåke. “Men for de dype skjær? Det er bare oss. ”
En foreløpig ikke navngitt art av sand abbor oppdaget av teamet. (Luiz Rocha / California Academy of Sciences) På min siste dag på Filippinene tok jeg en pause fra å skygge Twilight Zone-mannskapet for å utforske Batangas Bay med Nick Yim og Marisa Avila, Akvariet Akvarister som hadde til oppgave å ta vare på eksemplene. Vi dykket i timevis i de varme, dryppede grunne, skaftene med sollys som lekte over de gripende polyppene av koppkoraller og de marmorerte leppene til gigantiske muslinger. Et menagerie av blendende nudibranchs, fingerlengdesjøsnegler utstyrt med ytre gjeller som vinket som tang, sank ned langs skjæret, og goggle-øye mantis reker kikket fra under avsatsene.
Da jeg kikket inn i de gulrammede øynene til en snøfnugg morgenål, tenkte jeg på noe Bart Shepherd hadde fortalt meg under en senkveldssamtale på hotellet. Det unike ved mesofotiske skjær ga en grunn til å redde dypet - men det gjorde også truslene mot de grunne enda mer dystre. "Hvis refugiumhypotesen blir tilbakevist, er det ingen plan for sikkerhet for grunne skjær, " hadde Shepherd påpekt. Han og teamet hans hadde brukt år på å kartlegge verdens dype skjær, men likevel hadde de utilsiktet truffet på et nytt argument for å bevare også de grunne. Som en regnskog der jaguarer stengler gulvet mens tukaner flyter gjennom kalesjen, er korallrev tredimensjonale miljøer - og det er like viktig å ta hensyn til vertikal bevaring som det er vannrett.
Den kvelden kom jeg tilbake til feriestedet og møtte Rocha, som samtidig redigerte dagens bilder, sendte e-post til kolleger i flere land og Tweetet. "Det er sikkert på min stygge liste, " sa han mens en ubeskrevet grå damselfish dukket opp på den bærbare datamaskinen. Han banket på tastaturet igjen og spratt opp en sommerfuglfisk, kroppen hans stripet i sjokoladebrun og glødende hvit, og finnene hans trimmet i lysrør.
“Hva er den?” Spurte jeg.
Rocha klappet sammen og klemte hendene sammen med glede. "Den ene har ikke navn, " sa han. "Ennå."
