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

Воздушный океан... Воздушный океан...

Мы все живём где-то на дне воздушного океана

Наука и жизнь
Как уйти от психологии бедняка: 4 лайфхака Как уйти от психологии бедняка: 4 лайфхака

Разбираемся, как перестать нищебродствовать и начать жить

Maxim
Сырые земли Сырые земли

Почему важно изучать водно-болотные угодья, или ветланды?

Наука и жизнь
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
Самый энергичный свет Самый энергичный свет

История открытия и некоторые факты о гамма-лучах

Наука и жизнь
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
Познание в обход сознания Познание в обход сознания

Почему мозг приписывает намерения нарисованным треугольникам?

Вокруг света
Как обманывают в шиномонтажах: 10 способов, о которых должен знать каждый водитель Как обманывают в шиномонтажах: 10 способов, о которых должен знать каждый водитель

При переобувании автомобиля ушлые шиномонтажники легко могут «обуть» и вас

Maxim
Уродливая Вселенная Уродливая Вселенная

Как концепция «прекрасного мироздания» вредит науке

Вокруг света
Богатая-счастливая Эмма Стоун Богатая-счастливая Эмма Стоун

«Я всегда думала, что если и добьюсь чего-то, то став комиком»

Караван историй
5 шагов, которые помогут принять свое тело после травмы 5 шагов, которые помогут принять свое тело после травмы

Что может помочь справиться с переживаниями после травмы или инвалидности

Psychologies
Почему плавают обороты двигателя на холостом ходу Почему плавают обороты двигателя на холостом ходу

Плавание оборотов при отпущенной педали газа часто является признаком неполадок

РБК
Военная галерея Военная галерея

Перед главным залом Зимнего дворца несут вечную службу герои войны 1812 года

Дилетант
Историк экономики Быков: «Нам нужна самодостаточность, а не прибыль» Историк экономики Быков: «Нам нужна самодостаточность, а не прибыль»

Зачем России нужна экономика самодостаточности, чем она отличается от автаркии?

ФедералПресс
10 фраз, которые выдают энергетического вампира 10 фраз, которые выдают энергетического вампира

Как понять, что из вас тянут жизненно важные ресурсы?

Psychologies
Победоносное шествие небесных светил в мировых религиях Победоносное шествие небесных светил в мировых религиях

Вряд ли найдется хоть один народ, который бы не благоговел перед Солнцем и Луной

Зеркало Мира
Построил Джек Построил Джек

Гибрид начинает и выигрывает

Автопилот
8 вдохновляющих книг с сильными героинями 8 вдохновляющих книг с сильными героинями

Книги, которые утешат вас в нелегкий период жизни и помогут поверить в свои силы

Psychologies
На связи с рынком: чем интересно размещение на бирже акций МТС Банка На связи с рынком: чем интересно размещение на бирже акций МТС Банка

Что в бизнес-модели МТС Банка несет риски и преимущества для инвесторов

Forbes
Двуглавые коровы, киберкрестоносцы и жизнерадостный карапуз: краткий гид по миру Fallout Двуглавые коровы, киберкрестоносцы и жизнерадостный карапуз: краткий гид по миру Fallout

Как устроен мир видеоигр и сериала Fallout?

Правила жизни
«Время заблуждений: Почему умные люди поддаются фальсификациям, распространяют слухи и верят в теории заговора» «Время заблуждений: Почему умные люди поддаются фальсификациям, распространяют слухи и верят в теории заговора»

Что такое мотивированное рассуждение?

N+1
Трофейные мозги Трофейные мозги

Вернер Гейзенберг и другие ученые: более ценны, чем десять немецких дивизий

Дилетант
Марсоход Curiosity расскажет, как с планеты уходила вода Марсоход Curiosity расскажет, как с планеты уходила вода

Марсоход NASA Curiosity начал исследование нового региона Марса

ТехИнсайдер
Ринат Абдрахманов: Любой может создать изображение, но от этого он не станет художником Ринат Абдрахманов: Любой может создать изображение, но от этого он не станет художником

Художник Ринат Абдрахманов — об искусственном интеллекте вместо творца

СНОБ
Книги о путешествиях по необычным вселенным: 5 достойных фантастических новинок Книги о путешествиях по необычным вселенным: 5 достойных фантастических новинок

Подборка книг, чьи авторы создали самые необычные вселенные

ТехИнсайдер
The Kooks — гении ретромании и самая недооцененная рок-группа нулевых The Kooks — гении ретромании и самая недооцененная рок-группа нулевых

В чем феномен британской группы The Kooks

СНОБ
«Палм-Рояль»: комедийный сериал о домохозяйке, пробившейся в светское общество «Палм-Рояль»: комедийный сериал о домохозяйке, пробившейся в светское общество

«Палм-Рояль»: о домохозяйке, которая изо всех сил стремится в светское общество

Forbes
Как устроен бизнес «Авилона» и при чем тут заводы Volkswagen и Hyundai Как устроен бизнес «Авилона» и при чем тут заводы Volkswagen и Hyundai

Как в орбите его группы «Авилон» оказались бывшие заводы Volkswagen и Hyundai?

Forbes
«Царица Наталья Кирилловна показывает взбунтовавшимся стрельцам живого и здорового царевича Ивана» «Царица Наталья Кирилловна показывает взбунтовавшимся стрельцам живого и здорового царевича Ивана»

Вид живого и невредимого царевича не остановил жаждущую крови толпу...

Дилетант
5 причин, по которым вы все еще мучаетесь с изжогой 5 причин, по которым вы все еще мучаетесь с изжогой

Ничто так не портит вкусное блюдо, как изжога. Можно ли ее избежать?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении