چشمه های آب گرم اقیانوسی:

   جریانات گرمایی
تصور دریاهای عمیق به عنوان یک محیط دورازدست وبادمای پايین وفشار یالا که فقط باکتریهای مقاوم به فشار وفشار دوست درآن قادربه رشد هستند درست می باشد . البته مطالب شگفت  انگیزی هم دراین محیط دیده می شود .
 تعدادی اجتماعات حیوانی که بااین شرایط سازگاری یافته اند وفعالیت خود را حفظ نموده اند وزندگی آنها متأ خر از میکروارگانیسم هایی است که دراین محیط زندگی می کنند ، وجود دارند . که عمدتاً در نواحی وجوددارند که چشمه های آب  گرم در اعماق آب وجود دارند ، ( افزایش نسبی دما در کنار این چشمه ها )

نظر زمین شناختی این چشمه ها درجاهایی دیده می شوند که در کف اقیانوس ها شکاف هایی وجود دارد ( لبه گسلها ) و مناطقی هستند که مواد بازالتی وماگما بصورت داغ از آنها خارج ودرسطح کف اقیانوس به صورت توده ای ومجزا به آرامی تشکیل می شوند .
آب دریاضمن ورودبه این شکافها بسیاری مواد معدنی رادرخودحل میکند وبه صورت چشمه از آن خارج می گردد . درهمین رخواد تشکیل جریانات گرمایی درکف اقیانوسها وعمق دریاها میدهد
دونوع عمده از این جریانات شناخته شده اند : الف) جریان گرم : که آبی بادمای c° 23-6 دارند .
ب) جریان داغ : که معمولاً مربوط به black smoher  ( توده های آتشفشانی در کف به صورت فعال ) بوده وحامی مواد معدنی زیادی است که در نتیجه رسوبات فعال وارد آب می شوند ودرآب حل می گردند . ودر c°380 -  270 ( شکل 26-16) سرعت این دو جریان مشخص گردیده است . برای جریان گرم 2-5. 0 بوده در حالی که جریان داغ سرعتی معادل 2-1 سرعت دارد . حیوانات موجود در جریانات گرمایی
بااستفاده از زیردریایی امکان مشاهده ومطالعه این محیط  ها وموجوداتی که در آنجا حیات دارد ، ازجمله حیوانات این قبیل محیط ها نوعی کرم لوله ای است که از نظر طول به بیش از 2متر می رسند ، همچنین از حلزونهای درشت و صدف های دوکفه ای نیز دیده شده است .
با این وجود این پرسش طرح می شود که در چنین محیطی که از نظر موجودات تولید کننده ففیر می باشد پس این نوع جانوران منابع انرژی خود را درغیاب فتوتروفهای اولیه ازچه راهی تأمین می کنند .
تجزیه وتحلیل وآنالیز آب در این محیطها نشان می دهد که مقدار زیادی مواد غیر آلی احیاء شده شامل     H2SوMn2+     وهیدروژن ومونواکسید کربن دراین آتها وجوددارند .
برخی از جریانات گرمایی هم شامل مقدارکمی H 2S ولی میزان بالایی از NH4  دارند و مواد آلی وجود ندارند .
از مطالعات شمیایی ومیکروبی این جریانات به روشنی مشخص می شود که فعالیت این حیوانات وابسته به فعالیت باکتری های کمولیتوتروف است که رشدآنها وابسته به مصرف مواد معدنی وغیر آلی است که از این جریانات به دست می آید.دی اکسید کربن به صورت یون کربنات واسیدکربنیک به میزان فراوانی در آب دریاوجود دارد که توسط کمولیتوتروف ها به مواد آلی تبدیل می شود وبعداً مواد پایه ای برای زنجیره غذایی حیوانات موجود در جریانات گرمایی را تشکیل می دهند . میکروارگانیسم های جریانات گرمایی
تعدادزیادی ازکموسیتوتروفهای اکسید کننده گوگرد مثل (( تیوباسلیوس ، تیومیکرواسپیرا ، تیوتریکس وبژیوتوآ )) درون واطراف واین جریانات وجود دارند.
نمونه برداری ازمناطق نزدیک وهم جواربااین جریانهای گرمای وکشت  آنها ،وجوداین باکتریها رابه اثبات رسانیده اند وبه صورت جزيی تثیت دی اکسیدکربن واکسیداسیون سولفیدهیدروژن و S2032-  توسط جعیت های طبیعی این باکتریها نشان  داده شده است برخی جریانات گرمایی حاوی باکتریهای تثبیت کننده ازت ، باکتریهای اکسیدکننده هیدروژن ، باکتریهای اکسیدکننده آهنی ومنگنز وباکتریهای متیلوتروف درمحیط حاوی منواکسید ومتانی که ازاین جریانات واردآب می شود رشدمی کنندمی باشد،که باکتریهای میتلوتروف .
جدول 2-16 خلاصه ای ازگیرنده ودهنده های الکترون برای کمولیتوتروف هایی که دراین جریانات نقش آلولوژیکی دارند رانشان می دهد .هرچنداین باکتریهاتوسط این حیوانات خورده می شوند ولی فعالیت اتوتروفی این باکتریهاست که موجب تغذیه این حیوانات می شود . تغذیه حیوانات مجاورجریانات گرمایی
باکتریهای کمولیتوتروف مختلفی که درحالت همزیستی باحیوانات این مناطق زندگی میکنند .
مثلاًهمین کرمهای لوله ای 2متر دهان ،روده یامخرج ندارند . ولی دارای یک لوله گوارش می باشند که از یک بافت اسفنجی به نام   trophosome  تشکیل می شود.
باوجود اینکه % 50 وزن کرم را trophosome تشکیل می دهد از دانه ها وگرانولهای گوگردی پوشیده شده است ومطالعه میکروسکوپی  trophosome
نشان می دهد که روی آن تعدادزیادی سلولهای پروکاریوتی وجود دارد که تغذیه حیوانات مجاورجریانات گرمایی
باکتریهای کمولیتوتروف مختلفی که درحالت همزیستی باحیوانات این مناطق زندگی میکنند .
مثلاًهمین کرمهای لوله ای 2متر دهان ،روده یامخرج ندارند . ولی دارای یک لوله گوارش می باشند که از یک بافت اسفنجی به نام   trophosome  تشکیل می شود.
باوجود اینکه % 50 وزن کرم را trophosome تشکیل می دهد از دانه ها وگرانولهای گوگردی پوشیده شده است ومطالعه میکروسکوپی  trophosome
نشان می دهد که روی آن تعدادزیادی سلولهای پروکاریوتی وجود دارد که بطورمیانگین تعداد 109×3/7 در هرگرم ازتروفوزوم هااز این سلولها دیده می شود سلولها دیده می شود .
سلولها ی مارپیچی بزرگی که روی تروفوزوم دیده می شود ازنظر ساختمانی شبیه باکتری thiovulum می باشد که یک باکتری اکسید کننده گوگرد است .
بافت تروفوزم شامل آنزیمی به به نام rhodarase  است که این آنزیم قادر است  S2032 را به گوگرد وسولفات تبدیل کند . همچنین آنزیمهای دیگری مثل rubisco  ودیگرآنزیمهای چرخه کلوینی که بیشتر موجوداست اتوتروف برای تثبیت co2 نیاز دارند ، به صورت درون سلولی درتروفوزوم وجوددارد باکتریها یکمولیتوتروف موادغذایی کرمهای لوله ای راباتغذیه خودتولید می کنند ودیگرحیوانات هم ازمواددفعی این موجودات وسلولهای مرده که بصورت همزیست زندگی می کنند بدست می آورند .
دود قرمزروشنی شکل ب در 30-16 )
در تروفوزوم  دررگهای خونی به میزان زیادی یافت می شود ودرانتقال اکسیژن  وسولفیدهیدروژن به باکتریهای کمولیتوتروف نقش دارد.
چنین حالتی درصدف ها و حلزونهای بزرگ دراین مناطق نیزدیده می شود که به حالت همزیستی باباکتریهای اکسیدکننده گوگرد به حیات خود ادامه می دهند استفاده از توالی یابی اسیدهای نوکلئید و آنالیزفینولوژیک نشان داده که هریک ازحیوانات این مناطق بادسته ای خاص ازیاکتریهای موجود به صورت همزیست زندگی می کنند .
مطالعات بیشتر درموردکرم های لوله ای نشان داده که این موجودات دارای هموگلوبین های محلول غیرمعمول می باشند که با h2s  واکسیژن به خوبی پیوندحاصل می کنند . وهردوماده را درتروفوزوم به باکتریهای کمولیتوتروف انتقال میدهند . که این کار باعث عدم تجمع h2s وجلوگیری از مسمومیت کرمها می شود میزان co2 درخون کرمها بالاست ( mm30-20) واین میزان به درون تروفوزوم آزاد شده وبه عنوان منبع کربن عمل میکند ( برای باکتریهای کمولیتوتروف ) بعلاوه آنالیز ایزوتوپهای پایدارگوگرد که درباکتریهای همزیست یافت شده نشان می دهد که میزان قابل توجهی متفاوت ازسولفات آب دریاست ، واین موضوع گواهی برجذب سولفید توسط کرم لوله ای می باشد یک ارتباط بین تغذیه حیوانات ودیگر گروهای فیزیولوژیک  کمولیتوتروف پیشنهاد شده است :
باکتریها همزیست  متانوتروف یک نقش مهم درتغذیه حیوانات این مناطق وجریانات گرمایی دارند ( خلیج مکزیک ) در اینجا این باکتریها با اکسید اسیون ch4  به عنوان منبع کربن عمل کرده ودر تأمین غذایی حیوانات نقش پشتیبانی  دارند . دیگرکمولیتوتروف های اکسیدکننده آهن ،h2 ومنگنز به صورت همزیست نبوده ولی دارای زندگی آزاد می باشند وباعث احیای مواد ی میشوند که ازاین جریانات خارج می شود ، بااین حال این باکتریها می تواند به عنوان تولید کننده های اولیه در اکوسیستم جریانات گرمایی باشند . آبهای فوق گرم وتپه های دریایی
فشار بالا دراعماق زیاددردریاهای عمیق برفعالیت فیزیولژیک آب تأثیر می گزارد .
درعمق 2600متری آب دردمای c450 به جوش می آید دراغلب محیط های فوق گرم (ولی غیرجوش ) جریانات گرمایی که دارای دمایی درحدود 380-270 درجه سانتیگراد می باشند وازنظرتئوری برای باکتریهای گرمادوست افراطی به عنوان یک محیط اکولوژیکی مصرفی می شوند . دراین جریانات فوق گرم سولفیدهای فلزی بخصوص سولفید آهن وجوددارد که به سرعت درآب دریا سرد می شوند . ورسوب تشکیل می دهند . این رسوبات درمحل خروج بصورت برج ارتفاع پیداکرده ودودکش هایی راتشکیل می دهند ( خروج گدازه های داغ ازاعماق )
دورازذهن نیست که در این نواحی فقط باکتریهای گرما دوست وفوق گرما دوست قادربه حیات باشند . دراین مناطق جریانات آبی فوق گرم درآب سرداقیانوسها سردشدند ومحیطی برای این باکتریها فراهم می شود ، به طورمثال برروی این دود کش ها باکتریهای گرمادوست افراطی مثل methanopyrus که یک باکتری تولیدکننده گاز متان است و با اکسید اسیون h2   متان تولید می کنند وجوددارد واز نظر تکامل این باکتری بسیار جالب توجه است .
بااستفاده ازتکنولوژی fish حضور باکتریها وآرکی باکتریها روی دیواره این برجهای  دود کش مانند به اثبات رسیده است . علاوه بردودکش تپه های فعال دریای نیز شناخته شده اند این تپه هایزیردریایی آتشفشانی که ابتدا برروی صفحات تکنونیکی اقیانوس آرام قرارداشتند ،موادمعدنی مزیک را به داخل آب آزاد می کردند، پس نه تنهاازدودکش هابلکه ازاین تپه ها ی آتشفشانی درحال انفجار وفواران نیزموادزیادی یه درون آب دریا واقیانوس  آزادمی کنند که در نتیجه اطراف اینها هم پروکاریوت های متفاوتی زندگی میکنند . برآوردحیات میکروبی دردمای بالادرطبیعت
تلاش برای تشریح حیات ونقش محدودکنندگی دمابه ارزیابی رشد باکتریای روی برجهای فعال آتشفشانی درکف اقیانوسها برمی گردد .
به این منظور باظروفی ازجنس تیتانیوم از این مناطق نمونه گیری وجهت مطالعه وچگونگی کلنیزه شدن آنها مورد بررسی قرارمی گیرد .این باکتریها رادردمای 125 تا 140 درجه قادریم جداسازی کنیم . سطوح بادمای بالا مثل 200درجه بالاتر هیچ میکروارگانیسمی رانشان نمی دهد . تابه حال این باکتری های که جداشده رانتوانسته اند روی محیط های مصنوعی کشت دهند . مدارکی دال بر احیا بیولوژیک سولفات در آبهای داغ دریا ورسوبات در دمای
C 130یافت شده است مجوعاً این نتایج می گویند که حد دمای بالا برای زندگی میکروبی مثل دمای بالاتراز دمای رشد باکتریهای ترموفیل است مثل pyrolobusfumarii که دردمای 113 رشد کرده ولی احتمالاً تازیر c150 رشد می کند .