О положении вестиментифер и погонофор в системе животного царства

Наука и жизньНаука

Бескишечные морские черви, нефть, газ и жизнь на других планетах

Часть 4.

Академик Владимир Малахов, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Продолжение. Начало см. «Наука и жизнь» №№ 2—4, 2024 г.

Поговорим теперь о положении вестиментифер и погонофор в системе животного царства. В конце XX — начале XXI века основным методом реконструкции эволюционных деревьев всех групп организмов стала молекулярная биология. Биологи научились анализировать строение самой главной информационной молекулы — дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Это очень длинная молекула, и информация записывается в ней четырьмя буквами-нуклеотидами. Гены представляют собой просто участки данной молекулы. В процессе эволюции в генах накапливаются случайные мутации, то есть одни нуклеотиды заменяются другими. Биологи сравнивают последовательность нуклеотидов в так называемых консервативных генах, которые имеются у всех или почти у всех организмов. Это гены важнейших энзимов (например, упоминавшейся в предыдущей части статьи цитохромоксидазы), гены рибосомальных РНК, белка актина, ядерных белков — гистонов и других. На основе количества замен нуклеотидов можно судить, насколько давно разошлись эволюционные пути сравниваемых групп организмов. У близкородственных видов, тех, которые недавно отделились от общего предка, подобных замен немного. А при сравнении видов, далёких в эволюционном отношении, таких замен оказывается очень много.

Методы молекулярной филогенетики надёжно показали, что сибоглиниды — и описанные в начале ХХ века погонофоры, и найденные гораздо позже вестиментиферы — представители давно известного типа кольчатых червей. Вестиментиферы и погонофоры стали рассматриваться как два подсемейства внутри семейства Cибоглинида, выделенного М. Коллери ещё в 1914 году. Так произошло неслыханное падение таксономического ранга от самостоятельных типов до подсемейств, которое можно сравнить разве что с разжалованием генерала в сержанты.

В современной зоологии Сибоглиниды — это семейство кольчатых червей, включающее четыре подсемейства. Все они — близкие родственники, во взрослом состоянии лишены рта и кишечника и содержат симбиотические бактерии, за счёт которых питаются. Подсемейство Вестиментифера — крупные, в некоторых случаях гигантские черви (как Рифтия). Часть видов вестиментифер живёт в гидротермальных очагах, то есть на склонах чёрных курильщиков, располагающихся на стыках литосферных плит. Однако немало видов вестиментифер обитают вдали от гидротермальных очагов, на илистых грунтах, через которые просачивается метан, — такие просачивания называют холодными. Все представители подсемейства вестиментифер содержат в качестве симбионтов сероводородокисляющие бактерии.

Современная система семейства Сибоглинида.

Подсемейство Погонофора — это тонкие черви, обитающие по всему Мировому океану преимущественно на глубинах в несколько сот или тысяч метров, хотя есть и мелководные виды. Большинство погонофор содержат сероводородокисляющие бактерии, но у некоторых видов найдены метанокисляющие бактерии.

Небольшое подсемейство Монилифера включает тончайших червей, обитающих на глубинах в несколько тысяч метров. Обычно они поселяются на затонувших деревьях, а также на верёвках, картонных коробках (океан замусорен не только на поверхности), хотя иногда их находят на илистых грунтах. Монилиферы живут в симбиозе с сероводородокисляющими бактериями.

И, наконец, подсемейство Оседакс (что в переводе с латинского означает «костоеды») — черви, поселяющиеся на скелетах крупных животных — китов, моржей и больших рыб. Когда эти обитатели моря погибают, их трупы опускаются на глубину в сотни и тысячи метров. Появление такого источника пищи привлекает множество жителей тёмных океанских глубин. Все они обладают тончайшим обонянием и способны чувствовать запах разлагающейся плоти на расстоянии нескольких километров. Уже через считаные часы труп кита или тюленя оказывается облепленным роем ракообразных, миксин (родственников миног) и глубоководных рыб, и через пару недель от трупа остаётся только скелет. В костях содержится немало питательных веществ и в первую очередь жировые соединения — липиды. Вот на скелетах и поселяются оседаксы. Они формируют корнеобразные выросты, проникающие внутрь костей, и извлекают находящиеся в них липиды. Симбионты оседаксов — гетеротрофные бактерии, они окисляют липиды и за счёт получаемой энергии синтезируют органические вещества, которыми делятся с хозяином.

Как сказано выше, некоторые виды погонофор имеют симбионты, окисляющие метан, однако таких видов немного. У большинства видов сибоглинид в трофосоме обитают бактерии, окисляющие сероводород. Метан, поступающий из земных недр, проходит через слои осадка на морском дне. В толще осадка нет кислорода, он полностью расходуется на окисление захороненных в нём остатков живых организмов. Зато в придонной морской воде, в том числе и капиллярной, содержащейся между частицами грунта, много сульфатов.

Анаэробное окисление метана в толще осадка, в результате которого формируется поток сероводорода, необходимый для сульфидокислящих симбионтов сибоглинид.

Сульфатредуцирующие бактерии, обитающие в толще осадка, используют сульфаты для анаэробного (то есть протекающего в отсутствие свободного кислорода) окисления метана. Продукт этой реакции — сероводород, который проникает в организм сибоглинид. Мы помним, что трубки погонофор открыты на заднем конце, а у вестиментифер, обитающих в районах холодных просачиваний, погружённые в осадок участки трубок имеют тонкие пористые стенки, проницаемые для сероводорода.

Таким образом, погонофоры и вестиментиферы оказываются связанными с районами просачивания метана, причём независимо от того, какие симбионты населяют клетки трофосомы — метан- окисляющие или сульфидокисляющие. Отсюда напрашивается идея, что морские черви-сибоглиниды могут быть индикаторами высоких концентраций метана на морском дне.

Заросли вестиментифер на континентальном склоне Мексиканского залива (слева) и передние концы трубок вестиментифер-ламеллибрахий (справа). Фото из статьи: Cordes E., Bergquist D. C., Fisher C. R. Macro-ecology of Gulf of Mexico cold seeps // Annual review of marine science. 2009. Vol. 1. P. 143—168. и Boetius A. Microfauna–macrofauna interaction in the sea floor: Lessons from the tubeworm // PLoS Biol. 2005. Vol. 3(3): e102.

Впервые эта идея возникла у автора настоящей статьи в 1990 году во время экспедиции на судне «Академик Несмеянов», организованной Институтом биологии моря Дальневосточного отделения Академии наук СССР. Экспедиция была посвящена исследованию гидротермальных очагов западной части Тихого океана. Оставляя в стороне другие её научные результаты, расскажу о наблюдении, которое натолкнуло меня на мысль о связи между погонофорами и районами повышенных концентраций метана. В заливе Пленти у берегов Северного острова Новозеландского архипелага есть два небольших островка вулканического происхождения: Уэйл и Уайт. Остров Уайт — активно извергающийся вулкан, да и весь залив Пленти насыщен различными проявлениями вулканической активности. Во многих местах залива со дна поднимались струи газовых пузырей, содержащих метан и углекислый газ. К тому времени уже было известно, что в трофосоме некоторых видов погонофор обитают бактерии, окисляющие метан. Поэтому по линии, соединяющей острова Уэйл и Уайт, была намечена серия точек (океанологи называют их станциями), на каждой из которых измерили концентрацию метана в осадке и отобрали пробы донной фауны. Обнаружилось, что на станциях, где концентрация метана значительно превышала фоновую, в осадке обитали погонофоры из рода Сибоглинум. Погонофоры действительно оказались индикаторами высоких концентраций метана в осадке. К сожалению, в последующие годы в связи с распадом СССР и прекращением финансирования научных исследований работы в этом интересном направлении были прерваны. Только во втором десятилетии XXI века нам удалось продолжить изучение связи сибоглинид с районами высоких концентраций метана.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Экзотические домашние животные в квартире Экзотические домашние животные в квартире

Отважиться завести домашнее животное непросто, а экзотическое – сложнее вдвойне

Здоровье
От Гоши из «Москва слезам не верит» до Наумова из «Красных линий»: как менялся образ мужчины в российском кино От Гоши из «Москва слезам не верит» до Наумова из «Красных линий»: как менялся образ мужчины в российском кино

Как образ мужчины в российском кино отражал динамику общественных событий?

Maxim
Камотли, он же батат Камотли, он же батат

Батат, сладкий картофель, — многолетняя травянистая лиана из семейства вьюнковых

Наука и жизнь
У единственной безлегочной лягушки все же нашлись легкие У единственной безлегочной лягушки все же нашлись легкие

У единственной безлегочной лягушки обнаружили структуры, напоминающие легкие

N+1
Любовь не помеха: почему люди изменяют даже в счастливых отношениях — 6 обидных причин Любовь не помеха: почему люди изменяют даже в счастливых отношениях — 6 обидных причин

Почему измена происходит даже в семьях, где супруги по-настоящему счастливы?

Psychologies
Почему Сеул стал столицей Южной Кореи: отрывок из книги Андрея Ланькова Почему Сеул стал столицей Южной Кореи: отрывок из книги Андрея Ланькова

Отрывок из сборника очерков об истории, культуре и бытовой жизни Южной Кореи

СНОБ
Узнайте, почему водка не замерзает в морозилке! Блесните этим фактом в компании друзей Узнайте, почему водка не замерзает в морозилке! Блесните этим фактом в компании друзей

Замерзает ли алкоголь вообще?

ТехИнсайдер
10 городов с самым большим количеством миллиардеров — 2024 10 городов с самым большим количеством миллиардеров — 2024

Какие мегаполисы стали центрами притяжения для самых богатых людей мира

Forbes
Они еще и разговаривают. У кашалотов есть язык, и его можно расшифровать Они еще и разговаривают. У кашалотов есть язык, и его можно расшифровать

Коды, орнаментации и рубато — как выглядит язык кашалотов?

СНОБ
Море без границ Море без границ

Bering Yachts разработала проект моторной суперъяхты Bering B165

Y Magazine
Расстрел с конфискацией Расстрел с конфискацией

Как в СССР появились статьи об измене родине

Дилетант
Как социальные сети вызывают у детей желание курить вейпы: результаты исследования Как социальные сети вызывают у детей желание курить вейпы: результаты исследования

Оказывается, зависимость от телефона может порождать другую зависимость

ТехИнсайдер
Психиатр Венедикта Ерофеева — о том, каким он был человеком Психиатр Венедикта Ерофеева — о том, каким он был человеком

Как в Венедикте Ерофееве сочетался алкоголизм и интеллектуальность

СНОБ
Старость не радость? Старость не радость?

Человечество стареет. Тенденция отмечается практически во всех странах мира

Наука и техника
Душа — в теле Душа — в теле

Театр Crave — заведение таинственное, притягательное и необычное

Men Today
Выкидыш, муж-тиран и страшная болезнь: трагедии «Моей прекрасной няни» Анастасии Заворотнюк Выкидыш, муж-тиран и страшная болезнь: трагедии «Моей прекрасной няни» Анастасии Заворотнюк

В жизни Анастасии Заворотнюк хватало поводов для слез

VOICE
Как ускорить свой метаболизм: 5 простых способов запустить жиросжигание Как ускорить свой метаболизм: 5 простых способов запустить жиросжигание

Как ускорить процесс сжигания калорий в организме?

ТехИнсайдер
Незабытое поколение Незабытое поколение

В чем смысл и выгода в поддержке старого софта и устройств

РБК
Быть «железной леди»: как Марджи Робертс стала Маргарет Тэтчер Быть «железной леди»: как Марджи Робертс стала Маргарет Тэтчер

Какой была Маргарет Тэтчер и почему её все ненавидели?

Правила жизни
10 автомобилей с самыми красивыми попами 10 автомобилей с самыми красивыми попами

За красивую попу автомобиля дизайнерам можно простить и некоторые оплошности

Maxim
Пэтфуд как бизнес Пэтфуд как бизнес

Как идет импортозамещение на рынке кормов для непродуктивных домашних животных

Агроинвестор
Ученые считают, что запахи природы влияют на здоровье и благополучие человека Ученые считают, что запахи природы влияют на здоровье и благополучие человека

Как естественные запахи могут влиять на наши эмоции, мысли и физическое здоровье

ТехИнсайдер
История «Ночных ведьм»: женского полка, держащего в страхе немецких солдат История «Ночных ведьм»: женского полка, держащего в страхе немецких солдат

Рассказываем судьбу советских летчиц, которые наводили ужас на немецких военных

ТехИнсайдер
Гаджетомания: как проектируют внешний вид современных устройств Гаджетомания: как проектируют внешний вид современных устройств

Как выглядели первые телефоны, почему дизайн влияет на психологию потребителя?

Правила жизни
Наполеон ненастоящий Наполеон ненастоящий

Новый «Наполеон»: богато снятая сказка, имеющая мало общего с реальностью

Дилетант
Вы похудели и вес встал на одном месте? Вот почему это происходит: интересный факт! Вы похудели и вес встал на одном месте? Вот почему это происходит: интересный факт!

Почему у людей прекращается успешная потеря веса и вес выходит на плато

ТехИнсайдер
«Пища для ума»: 10 продуктов, необходимых для здоровья мозга «Пища для ума»: 10 продуктов, необходимых для здоровья мозга

Продукты, которые помогут улучшить память и работу мозга в целом

ТехИнсайдер
«‎Если что-то я оставлю после себя — это дети и фильмы»‎: разговор Андрея и Наталии Кончаловских «‎Если что-то я оставлю после себя — это дети и фильмы»‎: разговор Андрея и Наталии Кончаловских

Отец и дочь Кончаловские — о том, что для них значит история династии

Правила жизни
Мой дом — моя крепость: как избавиться от аллергенов в квартире Мой дом — моя крепость: как избавиться от аллергенов в квартире

Как в доме защититься от аллергенов?

ТехИнсайдер
«Я видел и слышал космос во всей его полноте»: что переживает человек, когда сходит с ума «Я видел и слышал космос во всей его полноте»: что переживает человек, когда сходит с ума

Что чувствует человек, который перестает осознавать границы нормальности?

Psychologies
Открыть в приложении