Биологи изучили связь глубоководной улитки в «железной броне» с бактериями

Черные курильщики (точнее, гидротермальные источники срединно-океанических хребтов) — похожие на трубы выходы очень горячей и насыщенной минералами воды, которые под огромным давлением пробиваются сквозь дно океанов. Обычно они приурочены к рифтовым зонам — месту контакта океанических плит земной коры. Эти подобия «гейзеров на дне океана» стали домом для необычных существ, живущих в полном мраке и не зависящих от энергии солнца.

Среди своеобразных обитателей черных курильщиков в Индийском океане — Chrysomallon squamiferum, также известный как «железная» или «вулканическая улитка». Довольно крупный по сравнению с ближайшими родственниками (до 4,5 сантиметра) брюхоногий моллюск выглядит закованным в броню: у него толстая, нередко черная извитая раковина, а его ногу (выступающую наружу часть тела) покрывают твердые выросты-склериты. И «листовая броня» раковины, и «кольчуга»-склериты содержат минерал пирит, то есть сульфид железа — на Земле нет другого животного, который использовал бы этот металл в своем скелете.

Как и многие жители черных курильщиков (скажем, кольчатые черви погонофоры), «бронеулитка» существует за счет эндосимбиотических бактерий, живущих внутри ее тела. Chrysomallon содержит сожителей в специальной железе, расположенной в области пищевода. Эти микробы способны осуществлять химические реакции, позволяющие извлекать энергию из сероводорода — этим газом насыщена вода вблизи курильщиков. Ученые поняли это сразу, как только вытащили первых животных на поверхность, — по интенсивному запаху.

До недавнего времени данный симбиоз, то есть взаимовыгодное сожительство бактерий и моллюсков, было мало изучено. Узнать о нем побольше позволила статья, которая вышла в научном журнале The ISME Journal. Ученых интересовало, как Chrysomallon squamiferum приобретает свои особые бактерии и насколько генетически близки между собой разные улитки и их бактерии-помощники в пределах одной популяции и из разных частей Индийского океана.

Для этого пришлось немало потрудиться: извлечь животных с разных участков морского дна, отстоящих друг от друга на сотни и тысячи километров, к тому же с глубины в два с половиной километра и более. Моллюсков сразу замораживали до температуры минус 80 градусов, фиксировали специальными растворами и поднимали на поверхность, где препарировали и проводили генетический анализ.

Подобные популяции животных сильно изолированы друг от друга и редко обмениваются генами. Но, как ни странно, моллюски в пределах одного местообитания все же заметно отличаются друг от друга. Этого нельзя сказать об их бактериях-эндосимбионтах, которые генетически довольно близки.

Однако главным вопросом для биологов было то, как Chrysomallon squamiferum приобретает симбионтов. Их источником могут служить родители, передающие бактерий своим потомкам через яйца (этот брюхоногий моллюск, подобно многим другим, — гермафродит), или окружающая среда, то есть воды черных курильщиков.

Биологи сделали вывод, что Chrysomallon squamiferum сочетает оба способа «заразиться» необходимыми ему микробами. Это позволяет получать бактерий, которые, с одной стороны, хорошо адаптированы к условиям данной гидротермы, а с другой — подходят моллюску и обеспечат его всем необходимым. Микробы, в свою очередь, получают стабильное и безопасное, более того — бронированное жилище, где могут спокойно катализировать необходимые химические процессы.