За чей счет существуют классические погонофоры?

Наука и жизньНаука

Бескишечные морские черви, нефть, газ и жизнь на других планетах

Часть 3.

Академик Владимир Малахов, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова.

Бактериальные маты вблизи жерла чёрного курильщика, состоящие из микроорганизмов, способных выживать при температуре 110—115°C. Фото: Сolumbia University

В жерлах чёрных курильщиков, где температура воды достигает 300—400°С, никакие организмы существовать не могут. Однако чуть поодаль от самого жерла, на вершине чёрных курильщиков виден характерный белый налёт — это маты, состоящие из сероводородокисляющих бактерий, способных выживать при температуре 110—115°С. Ещё дальше, там, где температура падает до 40°С, обитают помпейские черви алвинеллы (названные в честь аппарата «Элвин»). Это многощетинковые кольчатые черви, которые питаются сероводородокисляющими бактериями, живущими в окружающей среде (в том числе на телах самих алвинелл). Заросли вестиментифер начинаются там, где температура воды опускается ниже 30°С. Ещё дальше от жерла курильщиков поселяются крупные двустворчатые моллюски калиптогены и батимодиолюсы. В их жабрах тоже обитают симбиотические хемоавтотрофные бактерии, хотя эти моллюски сохраняют кишечник.

Вестиментиферы обитают в среде, содержащей высокие концентрации углекислого газа и сероводорода. Эти соединения входят в состав вулканических газов, просачивающихся через трещины в породах. Придонная вода Мирового океана богата нитратами, которые в поверхностных водах всегда в дефиците, — ведь их используют водоросли как источник азота. Для хемоавтотрофных бактерий, живущих внутри клеток трофосомы*, нитраты также необходимы в качестве источника азота, но на больших глубинах их дефицита не наблюдается, ведь там всегда темно и нет водорослей.

* Трофосома — массивный тканевый тяж коричневого цвета в туловищном отделе вестиментифер.

Помпейский червь алвинелла (Alvinella pompejana), обитающий при температуре 40°C (белый войлок на поверхности тела — нитчатые сероводородокисляющие бактерии). Фото: Севастопольский аквариум
Заросли вестиментифер риджейя (Ridgeia piscesae) начинаются там, где температура опускается до 30°С. Фото из статьи: Liao L., Wankel S. D., Wu M. et al. // Characterizing the plasticity of nitrogen metabolism by the host and symbionts of the hydrothermal vent chemoautotrophic symbioses Ridgeia piscesae — Mol. Ecol. 2014. Vol. 23 — № 6. — P. 1544—1557.

Хемоавтотрофные бактерии вестиментифер — эндосимбионты, они обитают внутри тела червя в клетках трофосомы, которая находится в его туловищном отделе, погружённом в толстую хитиновую трубку. Сероводород, кислород, углекислый газ и нитраты надо как-то доставлять глубоко внутрь тела — туда, где живут симбиотические бактерии. Кислород и сероводород поглощаются щупальцами на переднем конце червя. Щупальца — ярко-красные, благодаря гемоглобину, который растворён в плазме крови (эритроцитов у сибоглинид нет). Каждое щупальце содержит два кровеносных сосуда — приносящий и выносящий и несёт выросты — пиннулы, увеличивающие их поверхность. Из щупалец кровь попадает в брюшной кровеносный сосуд и течёт назад. В туловищном отделе она переходит из брюшного сосуда в спинной по системе капилляров, оплетающих дольки трофосомы. Капилляры кровеносной сети трофосомы проникают внутрь крупных её клеток, так что симбиотические бактерии имеют возможность получать сероводород, кислород непосредственно из крови. Далее кровь по спинному сосуду, на котором расположено сердце, течёт вперёд и нагнетается в щупальца.

Поселения двустворчатых моллюсков калиптогена (Calyptogena) по периферии гидротермального очага. Эти моллюски сохраняют пищеварительный тракт, но имеют хемоавтотрофные симбиотические бактерии в жабрах. Фото: naturerules1.fandom.com/CC BY-SA 3.0

Но как же кислород, сероводород и другие соединения переносятся к содержащимся в трофосоме бактериям? И то и другое транспортируется по кровеносной системе. То, что гемоглобин — это молекула, предназначенная для транспорта кислорода, мы знаем со школьных лет. На самом деле сероводород тоже способен соединяться с молекулой гемоглобина, но в случае гемоглобина человека сероводород связывается с гемом, то есть занимает то место, которое предназначено для кислорода. В результате такой сульфгемоглобин больше не может переносить кислород, и человек или животное умирает от отравления сероводородом.

У вестиментифер и других сибоглинид всё иначе. Кислород, как и положено, связывается с гемом, а сероводород соединяется с глобиновыми частями молекулы, а именно, со свободными остатками аминокислоты цистеина. Эта особенность позволяет вестиментиферам транспортировать и кислород, и сероводород одновременно на одной и той же молекуле (но в разных её частях). Нитраты также транспортируются на молекулах гемоглобина, а углекислота — в плазме крови. Кроме того, хозяин предоставляет симбиотическим бактериям продукты собственного обмена — аммиак (продукт азотистого обмена) и углекислоту (продукт дыхания).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как икс стал неизвестным и к чему это привело Как икс стал неизвестным и к чему это привело

Почему неизвестную величину принято обозначать именно буквой x?

Наука и жизнь
8 причин, почему россияне все чаще расстаются после 20 лет брака 8 причин, почему россияне все чаще расстаются после 20 лет брака

Что такое «серый развод»? И почему россияне разводятся после 30 лет брака?

Psychologies
«Невидимка» Дуссе-Алинь «Невидимка» Дуссе-Алинь

Хабаровский край скрывает сохранившиеся в первозданном виде природные уголки

Наука и жизнь
Марс в искусстве. Истории о Красной планете в музыке, литературе и театре Марс в искусстве. Истории о Красной планете в музыке, литературе и театре

Как музыканты, писатели и режиссеры изображали Марс в своих работах

СНОБ
Самый энергичный свет Самый энергичный свет

История открытия и некоторые факты о гамма-лучах

Наука и жизнь
Семь рецептов от остеопороза Семь рецептов от остеопороза

Что делать, чтобы укрепить свои кости?

Здоровье
Бескишечные морские черви, нефть, газ и жизнь на других планетах Бескишечные морские черви, нефть, газ и жизнь на других планетах

О положении вестиментифер и погонофор в системе животного царства

Наука и жизнь
Одно целое Одно целое

Загородный дом с атмосферой отдыха и единения с природой

SALON-Interior
Кто в океане правит бал Кто в океане правит бал

На земле всё начинается с растений, а как обстоят дела в морях и океанах?

Наука и жизнь
Стареющую иммунную систему можно снова сделать молодой Стареющую иммунную систему можно снова сделать молодой

Можно ли восстановить иммунную систему? Сможет ли наш организм помолодеть?

ТехИнсайдер
Что мы узнали о Павле Дурове из интервью Такеру Карлсону: 5 фактов Что мы узнали о Павле Дурове из интервью Такеру Карлсону: 5 фактов

Создатель «ВКонтакте» и Telegram дал первое масштабное интервью

Psychologies
Трубка дымит: почему телефонного спама не становится меньше Трубка дымит: почему телефонного спама не становится меньше

Почему штрафы не смогут уменьшить количество телефонного спама?

Forbes
Круче, чем «Оскар»: как 22-летняя баскетболистка изменила телерейтинги спорта Круче, чем «Оскар»: как 22-летняя баскетболистка изменила телерейтинги спорта

Кейтлин Кларк продолжает переписывать рекорды женского баскетбола в США

Forbes
Какими пилками лобзика пилить дерево, металл, пластик: рекомендации и основные отличия Какими пилками лобзика пилить дерево, металл, пластик: рекомендации и основные отличия

Лобзиком можно пилить не только древесину! Как найти правильную пилку?

CHIP
Ученые выяснили, почему зумеры стареют раньше положенного срока Ученые выяснили, почему зумеры стареют раньше положенного срока

Почему зумеры выглядят гораздо старше своих лет?

Psychologies
Элизабет Мун: «Население: одна». Фрагмент научно-фантастического романа Элизабет Мун: «Население: одна». Фрагмент научно-фантастического романа

Глава из фантастического романа для поклонников Урсулы ле Гуин

СНОБ
Ярослава Пулинович: «Земля Эльзы». Фрагмент из монолога Ярослава Пулинович: «Земля Эльзы». Фрагмент из монолога

«Наташина мечта»: отрывок из сборника драматурга Ярославы Пулинович

СНОБ
«Без различия пола»: как женщины в России требовали избирательных прав «Без различия пола»: как женщины в России требовали избирательных прав

Суфражистки в России начали выступать позже западных, но добились своего быстрее

Forbes
В Москве поймали «кислотного маньяка» из Монино: как защитить себя от таких людей — инструкция В Москве поймали «кислотного маньяка» из Монино: как защитить себя от таких людей — инструкция

Есть ли способ помочь себе в случае агрессии маньяка?

Psychologies
Свободные веса: какие бьюти-процедуры помогают оставаться в форме Свободные веса: какие бьюти-процедуры помогают оставаться в форме

Какие бьюти-процедуры помогают уследить за фигурой

Forbes
Детские страшилки: правда, что если потрогать жабу, то вырастет бородавка? Детские страшилки: правда, что если потрогать жабу, то вырастет бородавка?

Откуда берутся бородавки и причем тут жабы?

ТехИнсайдер
Stenosis Stenosis

Stenosis делают художники Даниил Шульгин (Shulya) и Анатолий Алексеев

Собака.ru
Дюжина лучших автомобилей для высоких людей — в цифрах и фактах Дюжина лучших автомобилей для высоких людей — в цифрах и фактах

Самые просторные новые модели автомобилей

Maxim
Спасение Колумба от смерти и подтверждение теории Эйнштейна: 5 солнечных затмений, которые повлияли на ход истории Спасение Колумба от смерти и подтверждение теории Эйнштейна: 5 солнечных затмений, которые повлияли на ход истории

В разные периоды солнечные затмения по-разному влияли на историю

ТехИнсайдер
Фрики Юрского периода: 10 динозавров, в существование которых сложно поверить Фрики Юрского периода: 10 динозавров, в существование которых сложно поверить

Топ-10 динозавров, которые удивят вас и ваших детей

Maxim
За рамками кадра За рамками кадра

Звездные визажисты об ошибках, которые они совершали на заре своей карьеры

Grazia
Генеральная уборка: избавиться от бардака в вещах, мыслях, эмоциях и отношениях Генеральная уборка: избавиться от бардака в вещах, мыслях, эмоциях и отношениях

Привнося гармонию в окружение, мы можем упорядочить свое внутреннее пространство

Psychologies
7 видов смеха: хорошо смеется кто? 7 видов смеха: хорошо смеется кто?

Попробуем разобраться, почему мы шутим, когда нам совсем невесело

Psychologies
Рим наш Рим наш

Разбираемся в том, как работало римское усыновление

Правила жизни
Ему 3,75 миллиарда лет: ученые обнаружили древнейший участок земной коры Ему 3,75 миллиарда лет: ученые обнаружили древнейший участок земной коры

Самая древняя порода, найденная в Скандинавии, образовалась очень давно

ТехИнсайдер
Открыть в приложении