Биологи описали механизм «борьбы яда с ядом» у глубоководного золотистого червя

На дне Тихого океана, вдоль разломов земной коры, бьют гидротермальные источники. Они больше похожи на инопланетные ландшафты: из трещин вырывается вода, нагретая до экстремальных температур и насыщенная коктейлем из тяжелых металлов и ядовитых соединений. Одно из самых опасных веществ там — мышьяк. Для большинства форм жизни встреча с ним означает неминуемую гибель, поскольку металл вызывает тяжелые отравления, рак и неврологические расстройства.

Рядом с самими жерлами этих подводных «дымоходов», где концентрация ядов зашкаливает, почти нет обитателей. Лишь немногие виды способны существовать в таком аду. Среди них — небольшой многощетинковый глубоководный червь Paralvinella hessleri из семейства Alvinellidae. Он заселяет сами «дымоходы» гидротермальных источников. Для ракообразных и моллюсков это слишком опасное место, но Paralvinella hessleri обитают прямо в сердце токсичных выбросов.

Paralvinella hessleri выделяется ярко-желтой окраской, за что его прозвали «золотистым червем». В царстве серых и белых оттенков такой окрас довольно странный, ведь в мире без солнечного света пигменты, отвечающие за яркие цвета, бессмысленны. Международная команда биологов под руководством Хао Вана (Hao Wang) из Института океанологии Китайской академии наук задалась вопросом: зачем существу, которое живет в полной темноте, столь яркая окраска?

Чтобы разобраться, исследователи собрали несколько образцов Paralvinella hessleri с помощью дистанционно управляемого аппарата в районе Окинавской впадины, расположенной вблизи Японии. При изучении тканей ученые заметили внутри клеток желтые гранулы, похожие на пузырьки шампанского.

Сначала биологи предположили, что это симбиотические бактерии. Но анализ показал, что структуры неживые. Загадка оставалась нерешенной до тех пор, пока Ван не добавил в образец щелочной раствор. Гранулы растворились. Оказалось, желтые гранулы — не органические включения, а минерал, содержащий сульфид мышьяка. Он известен под названием «аурипигмент» (As₂S₃).

Эта находка удивила ученых. Аурипигмент известен людям тысячи лет. В Древнем Египте его использовали как пигмент, смешивая с индиго для получения насыщенных зеленых тонов. Художники Возрождения, такие как Тициан и Рафаэль, придавали с его помощью картинам золотистое сияние. Средневековые алхимики считали, что аурипигмент помогает создать золото. Его применяли даже как лекарство и средство против насекомых. Однако со временем люди отказались от аурипигмента из-за токсичности.

Для морских червей минерал стал спасением. Дело в том, что в клетках Paralvinella hessleri накапливается мышьяк, а вода вокруг его жилища тоже ядовита, в ней много сероводорода. Червь нашел способ превратить эту смертельную смесь в нечто менее вредное: мышьяк соединяется с сероводородом из окружающей воды и образует менее опасный продукт — тот самый аурипигмент. Таким образом организм обезвреживает смертельные дозы яда. Ван описал этот механизм как «борьбу ядом против яда». Одновременно этот процесс объясняет золотистый окрас Paralvinella hessleri.

Особенность Paralvinella hessleri стала новым примером биоминерализации. Обычно животные формируют минералы для создания твердых структур — панцирей, зубов, раковин. Здесь же процесс выполняет функцию защиты от ядовитой среды.

По словам специалистов, это первый известный науке случай обнаружения сульфидов мышьяка внутри клеток живого организма. Открытие команды Вана не только раскрывает секрет выживания конкретного червя в суровой среде, но и расширяет представления о том, как жизнь может противостоять экстремальным условиям.

Выводы ученых представлены в статье, опубликованной в журнале PLOS Biology.

Игорь Байдов

401 статей

Автор публикует материалы по астрономии, археологии и палеонтологии. В текстах освещает современные открытия, теории и ключевые находки, представляя актуальные данные в научно-популярном формате.

Показать больше

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram