Люди и звери: мифы и реальность

Первый вестиментифер был добыт подводным аппаратом «Дипстар» в 1966 г. на континентальном склоне Калифорнии, а в 1981 г. американский зоолог доктор Мередит Л. Джонс описал новую группу беспозвоночных – гигантских червей, достигающих более 2,5 м в длину, как, например, гигантская рифтия. Модели вестиментифер почти в натуральную величину можно увидеть в нашем Дарвиновском музее. Уж этих замечательных созданий нельзя было не заметить, в отличие от невзрачных погонофор!

У вестиментифер особенно примечательны ярко-красные щупальца – этот цвет придают им кровеносные сосуды сложной кровеносной системы. Ниже щупалец у них имеются боковые выросты – так называемые вестиментальные крылья (на латыни vestimentum означает «одежда», отсюда и название группы). У взрослых вестиментифер, как и у погонофор, нет рта, кишечника и ануса. По оси туловищного отдела проходит массивный клеточный тяж, который назвали трофосомой. Крупные клетки трофосомы содержат множество вакуолей с серными бактериями, которые окисляют сероводород до серы (а потом до серной кислоты, нейтрализуемой карбонатами) и полученную при этом энергию используют для синтеза органических веществ из углекислого газа и воды. Этот процесс носит название хемосинтеза и характерен для многих видов свободноживущих бактерий, обитающих там, где в окружающей среде много сероводорода и есть кислород. Явление хемосинтеза как способ автотрофного питания был открыт еще в 1887 г. русским ученым С.Н. Виноградским. В оазисах на морском дне рядом с подводными гейзерами много сероводорода, который выбрасывается наружу при вулканической деятельности, а кислород в большом количестве растворен в холодной воде, окружающей источники. Эти необходимые для хемосинтезирующих бактерий вещества поступают в трофосому вестиментифер при помощи кровеносной системы, которая состоит из густой сети капилляров; в отличие от гемоглобина млекопитающих – переносчика кислорода, гемоглобин вестиментифер соединяется одновременно и с кислородом, и с сероводородом и доставляет их симбиотическим микроорганизмам. Червь питается исключительно за счет этих бактерий, переваривая их вместе с частью клеток трофосомы. Это взаимовыгодный симбиоз (мутуализм), потому что в теле червя бактерии получают защиту от неблагоприятных воздействий внешней среды.

А как же все-таки питаются обычные погонофоры? Оказывается, аналогичным способом. В их организме имеется загадочный орган – замкнутый с обоих концов срединный канал. В клетках этого органа были найдены бактерии, окисляющие метан, и за счет полученной энергии синтезирующие органическое вещество. Оказывается, погонофоры живут только там, где существуют подводные месторождения нефти и газа, откуда в воду просачивается метан. Интересно, что те районы, в которых обитают немногие относительно мелководные виды погонофор, – это как раз те области, в которых уже ведется добыча нефти и газа или разведаны их запасы. Поэтому места обитания погонофор перспективны для поисков подводных залежей этих ископаемых.

И вестиментиферы, и погонофоры – автотрофные животные, или создающие органические вещества из неорганических в своем теле. В обычных наземных и водных сообществах органическое вещество образуется из неорганического фотоавтотрофами – растениями (а также цианобактериями) – в процессе фотосинтеза и далее мигрирует по пищевым цепям, пока не подвергнется распаду до неорганических веществ. Но для существования фотоавтотрофов необходим свет, а глубоководные существа живут в мире без солнца; энергия земной магмы заменяет им солнечную энергию. Они практически автономны – за исключением того, что используют растворенный в воде кислород, необходимый им для процесса окисления, а этот газ появился на нашей планете (и продолжает появляться) только в результате фотосинтеза. Интересно, что подвижные личинки и тех и других червей какое-то время питаются детритом, падающим «с неба». Они еще не несут в себе бактерий-симбионтов, причем юные вестиментиферы заражаются ими, поедая грунт, в тела же погонофор бактерии проникают через покровы.

Мало того, оказывается, в гидротермальных источниках некоторые животные могут использовать в качестве симбионтов и водородных бактерий, окисляющих молекулярный водород, – это двустворчатые моллюски батимодиолусы из источника Логачева (Срединно-Атлантический хребет). По расчетам исследователей, за счет аэробного окисления водорода 1 кг раствора из этого источника может дать в семь раз больше энергии, чем при окислении метана, и в 18 раз больше, чем при окислении сероводорода.