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

Каждая личинка — индивидуальность Каждая личинка — индивидуальность

Эти небольшие червячки красного цвета — объект пристального внимания биологов

Наука и жизнь
Услышанные молитвы Услышанные молитвы

За что Tank 500 Urban назван городским франтом

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Универсальный фри Универсальный фри

Кто придумал жарить картофель и почему его любят почти во всех странах мира?

Наука и жизнь
Ученые смогли расшифровать самую загадочную книгу в истории человечества — рукопись Войнича Ученые смогли расшифровать самую загадочную книгу в истории человечества — рукопись Войнича

Рукопись Войнича вот уже 600 лет ставит в тупик криптографов и историков

ТехИнсайдер
Самый энергичный свет Самый энергичный свет

История открытия и некоторые факты о гамма-лучах

Наука и жизнь
Придумать украшения, которые никто не видел: как женщины развивают ювелирные бренды Придумать украшения, которые никто не видел: как женщины развивают ювелирные бренды

Самые влиятельных героинь ювелирной и часовой индустрии России

Forbes
У эволюции нет конкретной цели, но есть результат У эволюции нет конкретной цели, но есть результат

Как происходит видообразование, с чего начинается и через какие этапы проходит

Наука и жизнь
Как выбрать аккумулятор в автомобиль, и какой лучше Как выбрать аккумулятор в автомобиль, и какой лучше

Аккумулятор в современном автомобиле — не просто «батарейка»

РБК
Связывая микромир с громадной Вселенной Связывая микромир с громадной Вселенной

Дмитрий Горбунов о поиске других моделей эволюции Вселенной

Знание – сила
Инсульт из-за неоптимальных температур унес жизни более полумиллиона человек в 2019 году Инсульт из-за неоптимальных температур унес жизни более полумиллиона человек в 2019 году

Выявлено 521000 смертей, связанных с инсультом из-за неоптимальной температуры

N+1
Необычная традиция: почему на Пасху принято красить яйца Необычная традиция: почему на Пасху принято красить яйца

Почему на пасху мы красим именно яйца? И зачем вообще это делаем?

ТехИнсайдер
Булгаковский Киев Булгаковский Киев

Булгаков, скорее всего, не ждал, что станет частью большого исторического хаоса

Дилетант
Как Тамара де Лемпицка принесла образ независимой женщины в искусство Как Тамара де Лемпицка принесла образ независимой женщины в искусство

История художницы Тамары де Лемпицки

Forbes
Биг-Бен и девушки-пилоты: как в Сургуте появилась женская пилотажная группа Биг-Бен и девушки-пилоты: как в Сургуте появилась женская пилотажная группа

Как Евгений Барсов создал единственную в стране пилотажную группу из девушек

Forbes
Дом на Садовой Дом на Садовой

Московский особняк промышленника и мецената Саввы Мамонтова

Правила жизни
Хочу на ручки Хочу на ручки

Почему ребенку так необходимы проявления родительской ласки

Лиза
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
Женское предпринимательство в арабских странах: как женщинам в России общаться с деловыми партнерами в Дубае Женское предпринимательство в арабских странах: как женщинам в России общаться с деловыми партнерами в Дубае

Как женщинам, особенно иностранкам, открыть свой бизнес в арабских странах

Inc.
Не все потеряно: как кинематограф осмысляет мировые трагедии Не все потеряно: как кинематограф осмысляет мировые трагедии

Кинематограф работает с материалом человеческих трагедий

Правила жизни
Без компромиссов Без компромиссов

Tank 500 Urban. После бездорожья покоряем город

Автопилот
5 фильмов от режиссеров-дебютантов из России, которые покажут новый взгляд на отношения 5 фильмов от режиссеров-дебютантов из России, которые покажут новый взгляд на отношения

О пяти российских картинах, которые действительно стоит посмотреть

Psychologies
Страх в твоих ушах Страх в твоих ушах

«Ад за углом» Трики: как искусство подражает еще не случившейся жизни

Weekend
Хитрая, откровенная, бесстрашная: 10 альбомов Тейлор Свифт от худшего к лучшему Хитрая, откровенная, бесстрашная: 10 альбомов Тейлор Свифт от худшего к лучшему

Подробно рассматриваем все альбомы Тейлор Свифт

Правила жизни
Пассажирская логистика: как улучшить доступность и качество перевозок Пассажирская логистика: как улучшить доступность и качество перевозок

Как развивается транспортная система в России и как сделать ее еще лучше

ФедералПресс
«Не держите сцепление выжатым, убьете»: это правда или миф «Не держите сцепление выжатым, убьете»: это правда или миф

«Не держите сцепление выжатым!» Мы имеем дело с очередной страшилкой

ТехИнсайдер
Мужская и царская болезнь: пять мифов о гемофилии, которые давно опровергнуты наукой Мужская и царская болезнь: пять мифов о гемофилии, которые давно опровергнуты наукой

О главных мифах, связанных с гемофилией

Forbes
Финансовая грамотность: как научиться управлять деньгами Финансовая грамотность: как научиться управлять деньгами

Практические советы по финансовой грамотности от наших героинь

Здоровье
Растворить свое ненавистное «я»: как мизогиния поддерживает алкоголизм Растворить свое ненавистное «я»: как мизогиния поддерживает алкоголизм

Отрывок из книги «Зависимая. Реальная история выздоровления»

Forbes
5 «языков конфликта» в паре: почему так важно их знать 5 «языков конфликта» в паре: почему так важно их знать

Пять основных стилей конфликтного поведения

Psychologies
Как мошенники использовали дипфейки премьер-министра Италии в «фильмах для взрослых» Как мошенники использовали дипфейки премьер-министра Италии в «фильмах для взрослых»

Джорджа Мелони судится с создателями порнографических дипфейков

Forbes
Открыть в приложении