9870 St Vincent Place, Glasgow, DC 45 Fr 45.

+1 800 559 6580

Райские сады на дне океана, или Еще раз о симбиозе

Фото

Перейти в оглавление раздела:Симбиоз и мутуализм

Однако разнообразие форм жизни и биологических связей на Земле уже не раз поражало воображение ученых. Так случилось и на этот раз. Оказалось, что основные обитатели глубоководных гидротермальных экосистем и не пытаются ловить или отфильтровывать плавающих вокруг бактерий, а просто поселяют их в своем теле. Так возникает удивительная форма симбиоза, заставляющая вспомнить о гипотезе, согласно которой хлоропласты зеленых растений – это потомки фотосинтезирующих бактерий, съеденных, но непереваренных в свое время какими-то гетеротрофными одноклеточными организмами. Правда, хемотрофные бактерии живут не внутри клеток, а просто в теле своих хозяев, но все-таки и в этом случае организмы-хозяева практически перестают нуждаться во внешнем источнике пищи...

Сообщество, существующее у гидротермальных выходов на дне океана: на крупных, плотных скоплениях погонофор живут двустворчатые моллюски, ползают маленькие крабы. Снимок сделан с борта исследовательского погружаемого аппарата “Альвин” во время экспедиции в район гидротермальных выходов на Галапагосском рифе (восточная часть Тихого океана).

Наиболее удивительными из таких животных являются организмы, относящиеся к типу погонофор (Pogonophora) – в процессе эволюции они совершенно утратили пищеварительную систему. О погонофорах – обитателях гидротермальных сообществ, мы уже рассказывали в нашей газете1 . Однако в одном рассказе трудно охватить все сложные проблемы, которые поставили перед учеными эти необыкновенные живые организмы. Кроме того, исследования продолжаются и получены новые данные, о которых мы и хотим рассказать вам.

Основные обитатели глубоководных гидротерм, те самые поражающие воображение гигантские «черви» – погонофоры Riftia pachyptila из отдельного класса погонофор-вестиментифер (Vestimentifera).

Мешковидное тело этих своеобразных животных заключено в трубку, стенки которой состоят из белка и хитина. Задний конец трубки прикрепляется к субстрату, а из переднего высовывается ярко-красный венец щупалец, выполняющих функцию жабр. Рта у вестиментифер, как и у всех погонофор, нет, зато имеется совершенно особый орган – трофосома (буквально – питающее тело). Именно в нем обитает множество хемосинтезирующих бактерий, частично переваривая которых, рифтия и получает необходимые для жизни питательные вещества.

Однако для того, чтобы снабжать своего хозяина пищей, бактерии должны в достаточных количествах получать необходимые для хемосинтеза вещества. И в первую очередь – сероводород. Доставить его к заключенным в трофосоме бактериальным клеткам – это уже задача самой рифтии. И задача, прямо скажем, далеко не простая. Ведь сероводород – очень ядовитое вещество, практически у всех животных он блокирует дыхание, занимая места связывания кислорода на молекулах гемоглобина и инактивируя важный дыхательный фермент – цитохром-с-оксидазу.

Однако вестиментиферы отлично живут при таких концентрациях сульфида в окружающей среде, которые для большинства живых организмов смертельны. Мало того, их ярко-красные щупальца-жабры улавливают в воде и передают в кровь (на долю крови у этих животных приходится более 30% общего объема тела) одновременно и кислород, нужный для дыхания самих погонофор, и сероводород, необходимый питающим их бактериям.

Исследования показали, что гемоглобин вестиментифер совершенно не похож на гемоглобин большинства других живых существ. Его молекула очень крупная (молекулярная масса составляет 2 млн дальтон (Да), в то время как молекулярная масса гемоглобина человека – 64000 Да). При этом гемоглобин вестиментифер содержится в плазме крови в свободном виде, а не заключен внутри эритроцитов, как у позвоночных животных. Но не это главное.

При хемосинтезе энергия извлекается бактериями из сероводорода. В районах гидротермальных выходов сероводород поглощается погонофорами, которые передают его эндосимбиотическим бактериям. В них сероводород окисляется, что и дает энергию для цикла Кальвина. Конечные продукты включаются в пищевую цепь....

Читать дальше: Райские сады на дне океанае

РАЗДЕЛЫ
САЙТА

Индекс цитирования