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

Ярчайшая Ярчайшая

О самой яркой звезде ночного неба — Сириусе

Наука и жизнь
Женская дружба и зависть: как «разрулить» ситуацию Женская дружба и зависть: как «разрулить» ситуацию

Можно ли дружить с подругой, если она вам завидует?

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

Хабаровский край скрывает сохранившиеся в первозданном виде природные уголки

Наука и жизнь
10 фраз, которые спасут вас от неловкой тишины на первом свидании 10 фраз, которые спасут вас от неловкой тишины на первом свидании

Почему возникают трудности в общении на первом свидании?

Psychologies
Самый энергичный свет Самый энергичный свет

История открытия и некоторые факты о гамма-лучах

Наука и жизнь
Что смотреть в выходные: 6 новых российских сериалов, которые вы могли пропустить Что смотреть в выходные: 6 новых российских сериалов, которые вы могли пропустить

Новые отечественные сериалы: от серьезных драм до кринж- и метакомедий

Правила жизни
«Чистейший образец» «Чистейший образец»

Составить цельный образ Натальи Николаевны Гончаровой — сложная задача

Дилетант
Регулярные рейсы на Марс, туристы в открытом космосе и лунные гонки: самые ожидаемые космические миссии 2024 года Регулярные рейсы на Марс, туристы в открытом космосе и лунные гонки: самые ожидаемые космические миссии 2024 года

Какие именно космические старты, события и миссии намечены на будущее

ТехИнсайдер
Две классические ошибки садоводов Две классические ошибки садоводов

Что мы сплошь и рядом видим в саду? А видим мы… джунгли

Наука и жизнь
Правила жизни Вячеслава Зайцева Правила жизни Вячеслава Зайцева

Правила жизни модельера Вячеслава Зайцева

Правила жизни
Параллельные люди Параллельные люди

С какими альтернативными человечествами мы могли бы делить Землю?

Вокруг света
«Я — результат неудачной попытки сохранить брак»: почему важно принять свою травму, а не бежать от нее «Я — результат неудачной попытки сохранить брак»: почему важно принять свою травму, а не бежать от нее

Глава из книги «В плену у травмы» — о том, как относиться к своей травме

Psychologies
«Мы вместе благодаря Божьему промыслу… и велосипеду»: история женщины, которая нашла любовь в 70 лет «Мы вместе благодаря Божьему промыслу… и велосипеду»: история женщины, которая нашла любовь в 70 лет

История нашей героини доказывает, что встретить суженого можно и в 70 лет

Psychologies
Нибиру — таинственная планета, или Сестра Солнца в двойной системе Нибиру — таинственная планета, или Сестра Солнца в двойной системе

Нибиру — таинственная планета упоминаемая шумерами

Зеркало Мира
Экономика аншлага: к чему приведет театральный бум в России Экономика аншлага: к чему приведет театральный бум в России

В России театральный бум: спектаклей становится больше, цена билетов растет

Forbes
Почему зрительный контакт вызывает у многих людей неловкое чувство Почему зрительный контакт вызывает у многих людей неловкое чувство

Замечали ли вы, что при разговоре стараетесь не смотреть собеседнику в глаза?

ТехИнсайдер
Мольберт в тылу врага Мольберт в тылу врага

Современное искусство и теория заговора

Weekend
Весна приходит не одна: как бороться с аллергией на пыльцу? Весна приходит не одна: как бороться с аллергией на пыльцу?

Что важно знать о поллинозе, чтобы пережить период активного цветения растений

Maxim
Ученые назвали креветки и омара «токсичной едой, которая вызывает рак». Как так? Ученые назвали креветки и омара «токсичной едой, которая вызывает рак». Как так?

Тем, кто любит побаловать себя суши или лобстером, следует быть осторожными

ТехИнсайдер
Каким получилось «Падение империи» Алекса Гарленда — печальный и тихий блокбастер Каким получилось «Падение империи» Алекса Гарленда — печальный и тихий блокбастер

«Падение империи» — невероятные американские горки о Гражданской войне в США

Правила жизни
Почему мы любим поговорить о бывших (особенно с нынешним) Почему мы любим поговорить о бывших (особенно с нынешним)

Почему нам нравится вспоминать прошлые отношения?

VOICE
Вы никогда этого не делали — и очень зря: как правильно чистить фен для волос Вы никогда этого не делали — и очень зря: как правильно чистить фен для волос

Для того, чтобы фен служил как можно дольше, его необходимо периодически чистить

ТехИнсайдер
10 привычек, которые точно разрушат вашу эмоциональную связь с партнером 10 привычек, которые точно разрушат вашу эмоциональную связь с партнером

Какие именно привычки представляют серьезную угрозу для отношений

Psychologies
«Я жила с маньяком»: исповедь женщины, которая 30 лет страдала от секс-зависимости мужа «Я жила с маньяком»: исповедь женщины, которая 30 лет страдала от секс-зависимости мужа

Излишняя страсть в отношениях может мучать обоих партнеров: личная история

Psychologies
Упоительный «Барбенгеймер» во вселенной великой игры: каким получился сериал «Фоллаут» Упоительный «Барбенгеймер» во вселенной великой игры: каким получился сериал «Фоллаут»

«Фоллаут»: экранизация, которая нравится всем

Правила жизни
Неловкие вопросы, травля и города-призраки: лучшие новые книги для детей и подростков Неловкие вопросы, травля и города-призраки: лучшие новые книги для детей и подростков

Книги для детей и подростков, которые будет интересно читать и взрослым

Forbes
Замедление Европы Замедление Европы

Как страны Старого Света растеряли свои экономические преимущества

Деньги
Все на улицу. 4 главных плюса фитнеса на свежем воздухе Все на улицу. 4 главных плюса фитнеса на свежем воздухе

Тренировки на свежем воздухе актуальны для всех. В чем плюсы?

Лиза
Кто такие невротики и надо ли им лечиться? Кто такие невротики и надо ли им лечиться?

Почему некоторые люди так нервозно реагируют на стресс?

Maxim
Одни дома: как организовать автополив для растений, если вы уехали в отпуск? Одни дома: как организовать автополив для растений, если вы уехали в отпуск?

Пока вы в отпуске, цветы сами себя не польют. Хотя, почему бы и… да!

ТехИнсайдер
Открыть в приложении