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

Яркие миры Яркие миры

Разноцветные животные планеты

Вокруг света
5 секретов, которые сделают отношения гармоничными и крепкими 5 секретов, которые сделают отношения гармоничными и крепкими

Как сделать так, чтобы общение с любимым человеком не переставало давать радость

Psychologies
Самый энергичный свет Самый энергичный свет

История открытия и некоторые факты о гамма-лучах

Наука и жизнь
Дубровский: почему у них с Машей не было шансов Дубровский: почему у них с Машей не было шансов

Почему Троекурова Маша выходит замуж за нелюбимого?

Psychologies
Премия за самый короткий импульс света Премия за самый короткий импульс света

Как электроны связаны с современной наукой?

Наука и жизнь
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
Кругом тёзки Кругом тёзки

В живом мире плодятся всё новые и новые тёзки

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
Задача гуманитариев – добывать новое знание и отстаивать истину Задача гуманитариев – добывать новое знание и отстаивать истину

Валерий Тишков о достижениях в сфере гуманитарных наук за последние десятилетия

Знание – сила
Компьютерный супермозг: каким будет следующий уровень развития ИИ Компьютерный супермозг: каким будет следующий уровень развития ИИ

Что такое эмерджентный интеллект, как он будет выглядеть и какое влияние окажет

ТехИнсайдер
А вы моете мясо перед тем, как его приготовить? Рассказываем, почему это категорически нельзя делать А вы моете мясо перед тем, как его приготовить? Рассказываем, почему это категорически нельзя делать

Сегодня мы объясним вам, почему вы совершаете большую ошибку, моя мясо

ТехИнсайдер
«Муму» И. С. Тургенева – неизвестное об известном «Муму» И. С. Тургенева – неизвестное об известном

Что нового «Муму» может рассказать нам сегодня?

Знание – сила
Общество нового чипа: почему так важен технологический суверенитет в области ИИ Общество нового чипа: почему так важен технологический суверенитет в области ИИ

Почему возможность производить процессоры и микрочипы — не только преимущество

Forbes
Пароход «Челюскин» и великолепная семерка. К 90-й годовщине уникальной спасательной операции Пароход «Челюскин» и великолепная семерка. К 90-й годовщине уникальной спасательной операции

Как эвакуировали пассажиров раздавленного льдами парохода «Челюскин»

Наука и техника
А вы даете имя авто? Так делает 51% людей А вы даете имя авто? Так делает 51% людей

Похоже, автомобили — это не просто способ добраться из пункта А в пункт Б

ТехИнсайдер
Технологии безопасности Технологии безопасности

Как компании повышают надежность нефтепроводов

Наука
Не все потеряно: как кинематограф осмысляет мировые трагедии Не все потеряно: как кинематограф осмысляет мировые трагедии

Кинематограф работает с материалом человеческих трагедий

Правила жизни
Упоминания в твиттере не повысили цитируемость научных статей Упоминания в твиттере не повысили цитируемость научных статей

Публикация в твиттере лишь незначительно влияет на частоту цитирования

N+1
Как защитить свои аккаунты в социальных сетях: проверьте, все ли методы вы используете Как защитить свои аккаунты в социальных сетях: проверьте, все ли методы вы используете

Наличие пароля еще не говорит о том, что ваш аккаунт полностью защищен

ТехИнсайдер
Хочу на ручки Хочу на ручки

Почему ребенку так необходимы проявления родительской ласки

Лиза
Волка бьют не за то, что он сер Волка бьют не за то, что он сер

Почему в России с главным хищником не получится обойтись так, как в Европе

Наука
Окно в старый свет. Чего ждать от 60-й Венецианской биеннале Окно в старый свет. Чего ждать от 60-й Венецианской биеннале

Что ждать от старейшего форума современного искусства?

СНОБ
АКРА прогнозирует в 2024 году очередной рекордный урожай зерна АКРА прогнозирует в 2024 году очередной рекордный урожай зерна

В нынешнем году Россия может собрать второй по объему урожай зерна

Forbes
Год Дракона Год Дракона

Китайские драконы, царящие на российском автомобильном рынке

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Почему кошачья моча так плохо пахнет: ученые наконец-то выяснили это Почему кошачья моча так плохо пахнет: ученые наконец-то выяснили это

Почему этот кошачий запах ни с чем не спутать?

ТехИнсайдер
Аракчеевы Аракчеевы

Род Аракчеевых до сих пор ассоциируется с мрачным периодом в истории России

Дилетант
13 шагов, чтобы стать увереннее в себе 13 шагов, чтобы стать увереннее в себе

Как воспитать в себе уверенность?

Psychologies
Невозможность острова Невозможность острова

«Зло не существует»: новый фильм Рюсукэ Хамагути

Weekend
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
6 книг о токсичном родительстве и его последствиях 6 книг о токсичном родительстве и его последствиях

Книги, в которых поднимается тема токсичного родительства

Psychologies
Открыть в приложении