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

Схема мироздания Схема мироздания

Что объединяет орнамент, тело человека, элементарные частицы и земной шар?

Вокруг света
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
Универсальный фри Универсальный фри

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

Наука и жизнь
Основатель IT-компании: «Мы сами создаем смыслы» Основатель IT-компании: «Мы сами создаем смыслы»

В каком состоянии находится IT-отрасль сейчас и что поможет ей стать сильнее?

ФедералПресс
Самый энергичный свет Самый энергичный свет

История открытия и некоторые факты о гамма-лучах

Наука и жизнь
Исследование: грусть доставляет людям удовольствие Исследование: грусть доставляет людям удовольствие

Почему люди наслаждаются грустью, а не пытаются с ней справиться?

ТехИнсайдер
По следам Америго Веспуччи По следам Америго Веспуччи

Своим капризом судьба обессмертила путешественника Америго Веспуччи

Знание – сила
Фэншуй: как улучшить отношения при помощи стихии огня Фэншуй: как улучшить отношения при помощи стихии огня

О первой форме энергии и, пожалуй, самой активной из них — стихии Огня.

VOICE
Уродливая Вселенная Уродливая Вселенная

Как концепция «прекрасного мироздания» вредит науке

Вокруг света
Все гениальное просто: 5 привычных предметов мебели с интересной историей Все гениальное просто: 5 привычных предметов мебели с интересной историей

Интересная история разработки стоит за каждым из этих предметов мебели

ТехИнсайдер
Один в поле картофель Один в поле картофель

«Меч короля»: Мадс Миккельсен и северный вестерн

Weekend
Фонотека Фонотека

Как младшая сестра Майкла Джексона прокладывала свой путь в популярной музыке

Правила жизни
Она в городе: существует ли комфортная урбанистическая среда для женщин в России Она в городе: существует ли комфортная урбанистическая среда для женщин в России

Как сделать, чтобы городская среда была удобной как для мужчин, так и для женщин

Forbes
«Ты мне не отец!»: что важно знать отчиму, чтобы наладить отношения с неродным ребенком «Ты мне не отец!»: что важно знать отчиму, чтобы наладить отношения с неродным ребенком

Как выстроить дружеские и доверительные отношения с пасынком или падчерицей?

Psychologies
Модный разговор с Владимиром Славским. Юлия Куварзина: «Я почувствовала себя Одри Хепберн и Софи Лорен» Модный разговор с Владимиром Славским. Юлия Куварзина: «Я почувствовала себя Одри Хепберн и Софи Лорен»

Мне сделали столько накладок. Шесть вариантов груди! Пять — бедер!

Караван историй
Молодые самцы лазоревок уступили чужих самок старшим сородичам Молодые самцы лазоревок уступили чужих самок старшим сородичам

В отсутствии старших самцов лазоревок репродуктивный успех молодых увеличился

N+1
4 главных правила, которые помогут стать успешным блогером 4 главных правила, которые помогут стать успешным блогером

Как стать успешным инфлюенсером?

Psychologies
Свет начал мерцать для разных людей на разной частоте Свет начал мерцать для разных людей на разной частоте

Ученые обнаружили разницу в скорости зрительного восприятия

N+1
О чем не говорят мужчины: 3 самых популярных запроса к психологам О чем не говорят мужчины: 3 самых популярных запроса к психологам

Чем же делятся мужчины с терапевтами?

Psychologies
Мужчина, который не умеет дарить подарки: как его научить (чтобы он ничего не заметил) Мужчина, который не умеет дарить подарки: как его научить (чтобы он ничего не заметил)

Как научить партнера играть в игру «подари правильный подарок»?

VOICE
«Мы поэты чего-то оптимистического» «Мы поэты чего-то оптимистического»

Артемий Драгунский поговорил со своим дядей Денисом Драгунским о детстве и семье

Правила жизни
Мне не страшно Мне не страшно

Почему нас пугает возраст и как этому можно противостоять

VOICE
«Если б мужа не было рядом, я бы вообще не родила»: как проходят партнерские роды и как к ним подготовиться «Если б мужа не было рядом, я бы вообще не родила»: как проходят партнерские роды и как к ним подготовиться

Действительно ли партнерские роды могут быть вредны для отношений?

Psychologies
5 биографий сильных мужчин, у которых есть чему поучиться 5 биографий сильных мужчин, у которых есть чему поучиться

Истории мужчин, не побоявшихся трудностей и осуществивших мечты

Psychologies
Тарковские: Осколки зеркала Тарковские: Осколки зеркала

Чтение мемуарной прозы – это особенный вид удовольствия.

Правила жизни
«Все большие сделки случаются после личной встречи» «Все большие сделки случаются после личной встречи»

Что удерживает деловую ивент-индустрию от крайностей

ФедералПресс
Валерия: «Думали меня сбить, но не тут-то было!» Валерия: «Думали меня сбить, но не тут-то было!»

Валерия: «Как же сейчас молодежи хорошо — только выходи и пой!»

Коллекция. Караван историй
Мебель века: 10 самых значимых предметов интерьера Мебель века: 10 самых значимых предметов интерьера

Топ-лист практичных арт-объектов, повлиявших на развитие мебельного дизайна

Psychologies
«Всё казалось нарочитым» «Всё казалось нарочитым»

Воспоминания современников о Петлюре и его времени противоречивы

Дилетант
Параллельные люди Параллельные люди

С какими альтернативными человечествами мы могли бы делить Землю?

Вокруг света
Открыть в приложении