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

И на стволах растут плоды И на стволах растут плоды

Одни фрукты, висят на ветвях, а другие забрались на стволы. Интересно, зачем?

Наука и жизнь
Ивы, ивушки Ивы, ивушки

«Дремлют плакучие ивы, низко склонясь над ручьём»

Наука и жизнь
Самый энергичный свет Самый энергичный свет

История открытия и некоторые факты о гамма-лучах

Наука и жизнь
Как проникнуть в суть сознания: взгляд ученых и буддистов Как проникнуть в суть сознания: взгляд ученых и буддистов

Можно ли понять, что чувствует другой человек?

Psychologies
От мала до велика От мала до велика

Рассматриваем рекордсменов из царства животных

Наука и жизнь
Экспресс-ремонт в домашних условиях: как убрать заломы на обуви и вернуть их первоначальный внешний вид Экспресс-ремонт в домашних условиях: как убрать заломы на обуви и вернуть их первоначальный внешний вид

От заломов на обуви необходимо избавляться как можно раньше. Как это сделать?

ТехИнсайдер
«Одноглазый орёл пустыни» «Одноглазый орёл пустыни»

Ловелас и «бог войны»: мифов вокруг личности Моше Даяна накопилось много

Дилетант
Космические узоры: как покрасить пасхальные яйца чаем каркаде Космические узоры: как покрасить пасхальные яйца чаем каркаде

С помощью чая каркаде можно получить оригинальный узор на пасхальных яйцах

ТехИнсайдер
Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной

Как складывались теории формирования Солнечной системы и Земли

Наука и жизнь
Доллар за 94 рубля: почему российская валюта ослабела до осенних минимумов Доллар за 94 рубля: почему российская валюта ослабела до осенних минимумов

Что происходит с рублем и чего от него ожидать до конца года?

Forbes
Осторожно: огнеопасно! Осторожно: огнеопасно!

Музыкант и диджей Дельфин — о том, как важно чувствовать сегодняшний момент

Grazia
4 направления для премиальных путешествий 4 направления для премиальных путешествий

Направления для тех, кому нужно больше, чем «все включено»

СНОБ
«Всё казалось нарочитым» «Всё казалось нарочитым»

Воспоминания современников о Петлюре и его времени противоречивы

Дилетант
О насущном: как хранить банковскую карту, чтобы она не размагнитилась О насущном: как хранить банковскую карту, чтобы она не размагнитилась

Что делать, если ваша банковская карта размагнитилась?

ТехИнсайдер
«Титаник» сельского хозяйства: почему фермеры в России так близки к банкротствам «Титаник» сельского хозяйства: почему фермеры в России так близки к банкротствам

Рентабельность растениеводства падает, доля убыточных сельхозпредприятий растет

Forbes
Юнона Незванкина Юнона Незванкина

Дизайнер бутиков придумывает интерьеры с антиквариатом музейного уровня

Собака.ru
Трехногого робота-прыгуна испытали в условиях микрогравитации Трехногого робота-прыгуна испытали в условиях микрогравитации

Робот-прыгун может переворачиваться в полете с помощью движений ног

N+1
Как сказка помогает справиться с комплексами и изменить жизнь Как сказка помогает справиться с комплексами и изменить жизнь

Как сказкотерапия помогает детям и взрослым?

Psychologies
Как освободиться от психологии бедняка: 4 совета Как освободиться от психологии бедняка: 4 совета

Что мешает вам зарабатывать столько, сколько вы хотите?

Psychologies
Растяжки на коже у женщин: почему они появляются и как от них избавиться Растяжки на коже у женщин: почему они появляются и как от них избавиться

Почему на коже женщин появляются растяжки и как их профилактировать?

Psychologies
«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
Детские страшилки: что будет, если наступить на иголку. Правда, что она сможет добраться до сердца? Детские страшилки: что будет, если наступить на иголку. Правда, что она сможет добраться до сердца?

Может ли детская страшилка про иголку стать реальностью?

ТехИнсайдер
Ученые пытаются понять, что делать с ледниковым шельфом Уилкинса. Он на грани и грозит катастрофой планете Ученые пытаются понять, что делать с ледниковым шельфом Уилкинса. Он на грани и грозит катастрофой планете

Ледниковый шельф Уилкинса в Антарктиде демонстрирует признаки нестабильности

Inc.
Создатель «Смешариков»: «Российская анимация на пути к прорыву» Создатель «Смешариков»: «Российская анимация на пути к прорыву»

Режиссер анимации Денис Чернов — почему «Смешарики» стали более взрослыми?

ФедералПресс
Идеал — квартира после пожара Идеал — квартира после пожара

Флипинг — новый тренд на рынке недвижимости

СНОБ
Масштабы загрязнения вод суши полифторалкильными соединениями назвали недооцененными Масштабы загрязнения вод суши полифторалкильными соединениями назвали недооцененными

Предельная допустимая концентрация загрязнения превышена в половине проб воды

N+1
Опытным путем Опытным путем

Шеф-повара вспоминают жизненные уроки на старте своей карьеры

Grazia
«Справедливый мир»: почему мы осуждаем жертв насилия «Справедливый мир»: почему мы осуждаем жертв насилия

Почему многие люди склонны защищать тех, кого обвинили в насилии?

Psychologies
История автомобиля «Чайка»: как выглядит машина, характеристики История автомобиля «Чайка»: как выглядит машина, характеристики

«Чайка» стала светлым символом. Но недостижимым для простого смертного

РБК
Гран-туризмо Гран-туризмо

Квадратиш, практиш, вояж

Автопилот
Открыть в приложении