We zijn gewend ons het leven in de oceaan voor te stellen als gericht op het licht.
Aan het oppervlak nemen microscopisch kleine algen zonne-energie op. Het krill voedt zich ermee. Na het krill komen vissen, pinguïns, zeehonden en walvissen. Het lijkt erop dat dit hele enorme systeem naar boven gericht moet zijn — naar de plek waar de fotosynthese begint.
Maar het robotachtige toestel daalt steeds dieper af. Het zonlicht verdwijnt. In de koude duisternis verschijnen minerale torens, scheuren in de aardkorst en stromen verwarmd water die chemische stoffen uit de ingewanden van de planeet meevoeren.
En te midden daarvan beweegt krill.
Geen toevallige verdwaalde exemplaren, maar vrouwtjes die klaar zijn om zich voort te planten. Ze verzamelen zich bij de hydrothermale bronnen, voeden zich met de plaatselijke micro-organismen en verbinden twee werelden die voorheen bijna onafhankelijk van elkaar leken: het verlichte oppervlak van de oceaan en de vulkanische diepte ervan.
Een wetenschappelijke ontdekking bij het vuur van de aarde
Het onderzoek werd geleid door de biologische oceanograaf Kim Bernard van de Oregon State University. In het internationale team zaten Angelo Bernardino, Andrew Thurber, Rachel Kaplan, Aaron Micallef, Sarah Seabrook en andere specialisten.
De waarnemingen werden uitgevoerd in het kader van de expeditie National Geographic en Rolex Into the Southern Ocean in samenwerking met Schmidt Ocean Institute. De wetenschappers werkten aan boord van het onderzoeksschip R/V Falkor (too), en de zeebodem werd onderzocht met een op afstand bediend vaartuig SuBastian.
In de jaren 2024–2025 bestudeerden de camera's van het toestel twee actieve hydrothermale gebieden in de Zuidelijke Oceaan — Hook Ridge en Quest Caldera. Juist daar, op meer dan 900 meter onder het oppervlak, zagen de onderzoekers voor het eerst Antarctisch krill dat zich bij diepzeebronnen had verzameld.
Eerder werd deze belangrijkste bewoner van de Zuidelijke Oceaan vooral in de bovenste 300 meter water bestudeerd. Losse waarnemingen op grote diepten bestonden al, maar de aanwezigheid van krill direct bij hydrothermale bronnen is voor het eerst gedocumenteerd.
Allemaal bleken het vrouwtjes te zijn
Op de locatie Hook Ridge verzamelde het toestel vier exemplaren. De steekproef is klein, maar de samenstelling ervan bleek verbijsterend: alle vier waren volwassen vrouwtjes, klaar om zich voort te planten en onlangs gepaard.
Tijdens een observatie van bijna negen uur legden de camera's bij de minerale schoorstenen ook andere vrouwtjes vast. Geen enkel mannetje zagen de onderzoekers in die periode.
Op de locatie Quest Caldera duurden de waarnemingen ongeveer 21 uur. Hier verschenen bij de actieve bronnen al dichte concentraties van voortplantingsrijpe vrouwtjes van het krill.
Ter vergelijking verzamelden de wetenschappers 35 exemplaren op een gewone plek op de zeebodem in de Antarctische zeestraat, ver van hydrothermale activiteit. In de controlegroep zaten jonge dieren, mannetjes en vrouwtjes — de gebruikelijke gemengde samenstelling van de populatie.
Voorlopig is het niet mogelijk om te stellen dat diepzeebronnen dienen als een speciale 'kraamkamer' voor krill. Toch is de ongewone overheersing van vrouwtjes die klaar zijn om te paaien bij twee hydrothermale gebieden moeilijk als een onbelangrijk detail te beschouwen.
Voedsel dat zonder zonlicht ontstaat
De grootste verrassing school in de dieren zelf.
De bovenste lagen van de oceaan zijn afhankelijk van fotosynthese: algen gebruiken zonlicht en maken zo organisch materiaal dat de basis van het voedselweb vormt. Maar bij diepzeebronnen is er geen zonne-energie.
Hier wordt het begin van de voedselketen gevormd door chemosynthese. Micro-organismen halen energie uit zwavel en andere chemische verbindingen die uit de aardkorst komen en zetten die om in organisch materiaal.
De wetenschappers onderzochten het microbioom in de darmen van het krill, de chemische kenmerken van zijn weefsels en het gehalte aan sporenelementen. De resultaten toonden aan dat de vrouwtjes zich inderdaad voedden met micro-organismen die met de hydrothermale omgeving samenhangen. De chemische sporen wezen er ook op dat het niet om een toevallig kort bezoek ging, maar om herhaald contact met voedsel en mineraalwater van de bronnen.
Dit verandert het vertrouwde beeld.
Krill kan energie niet alleen halen uit het systeem dat met zonlicht begint. Op grote diepte maakt het deel uit van een ander voedselweb — een dat door de chemische energie van de aarde wordt gevoed.
Waarom zo'n reis ondernemen?
Een verticale verplaatsing van honderden meters kost energie. Vooral voor de vrouwtjes moet die bijzonder kostbaar zijn, aangezien hun reserves al gericht zijn op de vorming van nageslacht.
Dus kan het diepzeemilieu voordelen bieden die zo'n kostbare reis kunnen rechtvaardigen.
De onderzoekers overwegen verschillende mogelijke verklaringen.
Ten eerste kunnen hydrothermale micro-organismen de vrouwtjes extra voeding geven in een periode van hoge energiebehoefte. Sommige bacteriële lipiden dragen bij aan de vorming van celmembranen van de eierstokken en embryo's van krill.
Ten tweede bevat het water bij de bronnen verhoogde concentraties mangaan, zink en ijzer — elementen die belangrijk zijn voor de voortplanting en de vroege ontwikkeling van het nageslacht. Tegelijk werden in de weefsels ook hoge niveaus van toxische metalen aangetroffen, waaronder lood en cadmium. Daarom kan het minerale milieu zowel voordelen als risico's met zich meebrengen.
Ten derde zou het lokaal warmere water theoretisch de ontwikkeling van embryo's kunnen versnellen. Maar deze veronderstelling is voorlopig niet experimenteel getoetst.
Ook het belangrijkste antwoord is onbekend: of de vrouwtjes hun eieren direct op diepte afgeven of na het voeden weer dichter bij het oppervlak terugkeren om te paaien.
Het onderzoek maakt niet definitief duidelijk waarom krill naar de bronnen komt. Het stelt iets minstens zo belangrijks vast: dat voortplantingsrijpe vrouwtjes deze diepzeewereld inderdaad gebruiken en er voedsel vinden.
Een klein wezen waarop een enorme wereld steunt
Antarctisch krill lijkt misschien een bijna onopvallend wezen van slechts enkele centimeters lang. Maar de onderzoekers schatten zijn totale massa op ongeveer een half miljard ton — mogelijk de grootste biomassa onder alle wilde dieren van één soort op aarde.
Krill vormt voedsel voor walvissen, zeehonden, pinguïns, zeevogels en vissen. Zelfs de roofdieren die het niet rechtstreeks eten, zijn afhankelijk van dieren die met dit voedselweb verbonden zijn.
Krill speelt ook een rol in de koolstofcyclus. Door fytoplankton op te nemen en snel zinkende organische deeltjes uit te scheiden, helpt het koolstof van het oppervlaktewater naar de diepte te transporteren.
Tegelijk staan zijn populaties onder druk van de opwarming van de oceaan, de afname van zee-ijs en de industriële visserij. Maar het is moeilijk de soort te beschermen zolang we niet weten waar de belangrijkste fasen van zijn levenscyclus plaatsvinden.
Als vrouwtjes die klaar zijn om zich voort te planten regelmatig hydrothermale gebieden gebruiken, kunnen die plekken niet als geïsoleerde geologische bezienswaardigheden worden beschouwd. Ze kunnen deel uitmaken van het milieu waarvan de voortplanting van een van de centrale soorten van de Zuidelijke Oceaan afhangt.
Dit is vooral belangrijk bij het plannen van beschermde zeegebieden en bij de bespreking van mogelijke diepzeemijnbouw.
De verticale as van het leven
Dit verhaal lijkt een verborgen as van de oceaan te onthullen.
Boven creëert zonlicht voedsel voor fytoplankton. Beneden voedt de chemische energie van de aardse ondergrond micro-organismen van hydrothermale bronnen. En tussen hen beiden beweegt een piepklein wezen dat beide systemen kan binnengaan.
Krill vervoert stoffen en energie door de watermassa. De grootste dieren van de planeet voeden zich ermee. Zijn aanwezigheid verbindt het oppervlak, de diepte, de atmosfeer en de stenen schil van de aarde tot één doorlopend proces.
De oceaan toont opnieuw: heelheid betekent niet onbeweeglijkheid. Ze wordt geboren uit beweging — uit de voortdurende uitwisseling tussen boven en beneden, licht en duisternis, water en vuur.
En misschien ligt het meest verbazingwekkende deel van de ontdekking niet in het feit dat krill zo diep bleek te leven. Maar in het feit dat het leven deze werelden al lang met elkaar verbonden had — voordat de mens de weg daartussen kon zien.
