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

Покровское-Глебово Покровское-Глебово

Памяти Генриха Зиновьевича Иоффе

Наука и жизнь
Министр ЖКХ и энергетики Приангарья: «Майнинг выходит из серой зоны» Министр ЖКХ и энергетики Приангарья: «Майнинг выходит из серой зоны»

Почему майнинг стал проблемой для коммунальных сфер в Иркутске?

ФедералПресс
От мала до велика От мала до велика

Рассматриваем рекордсменов из царства животных

Наука и жизнь
Соль европейской земли Соль европейской земли

Сегодня соль дешева, как пыль, но когда-то ценилась на вес золота

Знание – сила
Самый энергичный свет Самый энергичный свет

История открытия и некоторые факты о гамма-лучах

Наука и жизнь
Ночная смена и дневной сон: как глобальное потепление превращает нас в вампиров Ночная смена и дневной сон: как глобальное потепление превращает нас в вампиров

Насколько перемены режима безопасны и есть ли у человека инструменты адаптации?

Forbes
Колесо Сансары Колесо Сансары

Кем считают себя сами индийцы?

Вокруг света
Дом на Садовой Дом на Садовой

Московский особняк промышленника и мецената Саввы Мамонтова

Правила жизни
Уродливая Вселенная Уродливая Вселенная

Как концепция «прекрасного мироздания» вредит науке

Вокруг света
Тайны старой крепости Тайны старой крепости

Люди со всей страны исследуют и восстанавливают Балтийскую крепость XVII века

Отдых в России
Как второй сезон сериала «Обоюдное согласие» рассказывает про домашнее насилие Как второй сезон сериала «Обоюдное согласие» рассказывает про домашнее насилие

Насколько реалистично российские сериалы показывают домашнее насилие?

Forbes
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
«Из бухты вон» или 10 смешных морских терминов времен парусных кораблей «Из бухты вон» или 10 смешных морских терминов времен парусных кораблей

Флотские словечки 19 века

ТехИнсайдер
Энтомологи случайно затопили зимующих шмелей и обнаружили у них способность неделю выживать под водой Энтомологи случайно затопили зимующих шмелей и обнаружили у них способность неделю выживать под водой

Судя по всему, в природе зимующие матки шмелей успешно переживают наводнения

N+1
Технологии безопасности Технологии безопасности

Как компании повышают надежность нефтепроводов

Наука
Царевна лягушек Царевна лягушек

Pomodoro, «поедание лягушки» и другие лучшие техники для управления временем

VOICE
1 из 5 человек хочет сбежать перед собственной свадьбой 1 из 5 человек хочет сбежать перед собственной свадьбой

Гораздо больше людей трусят в момент свадьбы, чем вы могли бы подумать

ТехИнсайдер
Искусство общения Искусство общения

Как избежать конфликтных ситуаций и найти компромиссные решения

Лиза
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
Как выбрать профессию подростку, чтобы он стал счастливым взрослым Как выбрать профессию подростку, чтобы он стал счастливым взрослым

Как выстроить карьерную траекторию, чтобы помочь ребенку стать успешным

РБК
Как помыть машину во дворе и не налететь на штраф Как помыть машину во дворе и не налететь на штраф

Как помыть машину, не нарушив при этом санитарные и экологические нормы

ТехИнсайдер
Трофейные мозги Трофейные мозги

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

Дилетант
11 лучших и интересных сериалов по книгам в жанре фэнтези 11 лучших и интересных сериалов по книгам в жанре фэнтези

Фэнтезийные сериалы, достойные своего литературного первоисточника

Maxim
Исторические отели, в которых годами жили известные личности Исторические отели, в которых годами жили известные личности

Некоторые из отелей стали не просто пристанищем, а настоящим домом для звезд

ТехИнсайдер
Как медитировать правильно: рекомендации экспертов Как медитировать правильно: рекомендации экспертов

Как медитировать в домашних условиях, чтобы от этого была польза?

Psychologies
Французский кинорежиссер Бертран Бонелло: Я вижу стену между человечеством и технологиями, в «Предчувствии» они подавили людей Французский кинорежиссер Бертран Бонелло: Я вижу стену между человечеством и технологиями, в «Предчувствии» они подавили людей

Бертран Бонелло о работе с Леей Сейду, всеобщем одиночестве и катастрофах

СНОБ
Дарья Милославская: «Мне бесконечно дороги слова Веры Кузьминичны: «С ней я ничего не боюсь» Дарья Милославская: «Мне бесконечно дороги слова Веры Кузьминичны: «С ней я ничего не боюсь»

«А выглядела она очень хорошо, а уж после «Травиаты» вообще расцветала...»

Караван историй
Сколько нужно ходить, чтобы «активировать» ваш мозг Сколько нужно ходить, чтобы «активировать» ваш мозг

Почему нам всем нужно больше ходить?

ТехИнсайдер
Бабочки оказались самыми упоминаемыми в хайку членистоногими Бабочки оказались самыми упоминаемыми в хайку членистоногими

Какие насекомые интересовали японских поэтов больше всего?

N+1
«Твоя жизнь — это твоя жизнь». Что делать, если ребенок от первого брака не может встроиться в новую семью своей матери «Твоя жизнь — это твоя жизнь». Что делать, если ребенок от первого брака не может встроиться в новую семью своей матери

Что делать, если дочь не принимает новую семью своей матери

СНОБ
Открыть в приложении