«Если твоя лаборатория расположена на берегу океана и в распоряжении
имеется спускаемый под воду аппарат, можно утром погрузиться на
километровую глубину и вечером не опоздать к ужину» — так начал свою
лекцию профессор Роберт Врайенхук из Исследовательского института
Аквариума Монтерея в Калифорнии (США). Он приехал в Россию по
приглашению лаборатории донной фауны Института океанологии РАН, где тоже
изучают население глубоководных районов океана, и при поддержке фонда
«Династия».
Недалеко от института, где работает Роберт, располагается подводный
каньон глубиной 3 км, и исследователи туда регулярно
наведываются. «Правда, я предпочитаю пользоваться управляемой
беспилотной субмариной: что ни говори, а на дне темно и холодно», -
шутит профессор. Спускаемый аппарат называется «Док Риккетс» в честь
основателя биологической лаборатории в Монтерее (и героя романа Дж.
Стейнбека «Консервный ряд»). Он оснащен фото- и видеокамерой,
манипулятором для отбора образцов, и с корабля-носителя им управляют
высококлассные инженеры. Используя эти возможности, лаборатория
профессора Врайенхука исследует необычные формы жизни в океане. Одно из
их самых ярких недавних научных открытий — удивительные черви-костоеды
Оседаксы.
Название «оседакс» в переводе с латинского языка означает «поедающий
кости». Эти черви селятся в крайне оригинальном месте – на затонувших
китовых скелетах, и больше нигде не встречаются. Чтобы рассмотреть их, к
останкам нужно подобраться как можно ближе, ведь размер взрослых
костоедов – от 2 мм до 4 см. Они поселяются колониями, и кажется, что
кости покрыты красноватым пухом. Впервые их обнаружили в 2002 году с
помощью обитаемого подводного аппарата «Тибурон» на скелете серого кита
на глубине 2893 м. По строению тела Оседакс похож на крохотное деревце: у
него есть «корни», которыми червь заякоривается, корни способны расти
и пробуравливать костный субстрат; тело в слизистой трубке подобно
стволу, увенчанному кроной из перистых жабр. Дополнительное сходство с
растением придает то, что у этих организмов нет ни рта, ни
кишечника. Они питаются за счет симбиотических бактерий, живущих на
«корнях», микроорганизмы помогают животному усваивать органические
вещества, заключенные в материале костей. Кости вполне питательны, так
как 20% их веса приходится на белок коллаген и липиды, и бактерии
оседаксов способны их усваивать. Сотрудничество взаимно выгодное: ткани
«корней» выделяют кислоту, которая растворяет твердый субстрат и делает
органические вещества доступными для бактерий, а микроорганизмы
переваривают коллаген и липиды и выделяют растворимые питательные
вещества и витамины, которые могут быть усвоены корневидными выростами
червя. Это странное существо без конечностей и деления тела на сегменты,
тем не менее – кольчатый червь. Это установили путем анализа и
сравнения последовательностей ДНК. Его ближайшие родственники –
вестиментиферы из глубоководных горячих источников, которые тоже живут
за счет симбиотических бактерий и выращивают их в специальных органах. У
червей-костоедов бактерии содержатся в особых клетках — бактериоцитах.
У оседаксов есть еще одна удивительная особенность. Все без исключения
черви, которых можно увидеть на китовых костях – самки. Самцы у них тоже
есть, но чтобы рассмотреть их, понадобится микроскоп: размер тела
каждой особи составляет в зависимости от вида от 0,3 до 1 мм. Особи
мужского пола во множестве прикрепляются к стенке яйцевода самки и
единственное, на что они способны – производить сперму. Вещества,
необходимые для ее производства, самец приносит с собой – это остатки
желтка. Израсходовав их, самец погибает. В условиях недостатка пищи и
субстрата для поселения, а затонувшие скелеты встречаются редко,
«карманный муж» — весьма экономное изобретение: он не требует еды и не
конкурирует с самкой за дефицитную жилплощадь.
Но на этом сюрпризы не кончаются. Оказывается, у оседаксов пол зависит
от субстрата, на который оседает личинка. Из совершенно одинаковых яиц
выходят одинаковые личинки, после чего одни развиваются в самок, и точно
такие же – в карликовых самцов. Размер и организация самца
соответствует второй стадии развития личинки кольчатых червей –
метатрохофоре.
Если личинка пропадает на пустое дно – она гибнет, если ей встретится
скелет – превращается в самку, а если на костях свободного места не
осталось, то личинка прикрепляется к самке и становится самцом. У каждой
самки целый гарем из карликовых «карманных мужей», и чем самка крупнее –
тем больше у нее осеменителей. У некоторых видов может быть более 100
самцов в одном гареме. В отличие от самок, у которых выступающие части
тела красные или оранжевые, самцы зеленоватого цвета. Зеленый пигмент —
это и есть тот гормон, который отвечает за остановку роста и развития.
Самец созревает, анатомически оставаясь младенцем. Ученые называют это
педоморфозом, а современное общество с его обостренным интересом к
нестандартным вариантам гендерных отношений горячо отзывается газетными
и журнальными статьями, произведениями изобразительных искусств,
появилась даже рок-группа под названием «Оседакс».
Оседаксы – не единственные животные с карликовыми самцами.
Рыбы-удильщики Меланоцеты, улитки Вольвателлы,
попончатые осьминоги, некоторые коловратки, усоногие раки, симбионты
омаров циклиофоры – список животных, где встречается это явление,
довольно велик. Что между ними общего? Все они малоподвижные или сидячие
организмы, при этом относительно редкие. У животных с такими
особенностями мало шансов на встречу, и они напряженно конкурируют друг с
другом за пищу и жизненное пространство.
Китовые останки на дне встречаются редко, поэтому одно поселение червей
от другого отделено сотнями, а то и тысячами километров. Более того,
кости китов очень недолговечны. Сотрудники лаборатории Роберта
Врайененхука собирали трупы китов, выброшенные на берег, буксировали в
океан, затапливали на разной глубине и наблюдали за дальнейшими
событиями. К их удивлению, останки крупного взрослого кита
полностью исчезли всего за семь лет! При такой скорости их переработки
остается только удивляться, что палеонтологи все-таки находят кости
древних морских организмов. Может быть, черви-костоеды появились
недавно? Сейчас известно 24 вида оседаксов. Анализ генетических различий
между червями разных видов из разных частей океана и применение метода
молекулярных часов для определения скорости их эволюции позволили
определить, когда возникла эта группа животных. Это произошло 125 млн.
лет назад в меловом периоде, задолго до появления китов. Не иначе, они
учились искусству поедания костей на останках плезиозавров! Внимательно
изучив окаменелости китообразных олигоценовой эпохи возрастом 30 млн.
лет, исследователи обнаружили в них отверстия, точно такие же, как
делают оседаксы. Нашли отверстия и в костях древних птиц, похожих на
пингвинов. Стало интересно, почему сейчас они встречаются только на
китовых скелетах? Чем кости китов лучше других? В экспериментах с
затопленными костями домашних животных и акул выяснилось, что – ничем.
Оседаксы легко их осваивают. Просто скелеты других животных малы,
недолговечны и редко оказываются на дне целиком – обычно их кто-то
съедает. Результат эксперимента полностью изменил представление об этих
червях. Если до этого их считали узкоспециализированными животными, то
теперь они предстают, напротив, весьма неразборчивыми. Профессор
Врайененхук сравнивает их с сорняками, которые селятся везде, где есть
свободное место.
У сорняков для этого есть семена, распространяемые ветром. А как
распространяются черви-костоеды? Мы уже знаем, что у них есть плавающие
личинки. На поиск места жительства личинкам отпущено всего две недели.
Не успела – погибла. Но, если этот вид существует, значит, удача им
улыбается часто. Наверное, этих личинок очень много? Как ни странно, в
толще воды их находят очень редко. Раскладывая кости-приманки на разной
глубине, на склоне, возвышениях и в каньоне, у дна и в толще воды
исследователи установили, что заселяются только те кости, которые лежат
на самом дне. Глубина может быть разной, от десятков метров до
нескольких километров.
Оседаксы всегда живут колониями — поселяются ли они независимо друг от
друга или это потомки одного основателя? Происхождение самцов тоже
вызывает вопросы: они поступают из общего личиночного пула или это
инцест – сожительство сыновей с собственной матерью? Или с ее соседками?
Найти ответы на эти вопросы позволили современные
молекулярно-генетические методы. Оказалось, что никто из них не состоит в
родстве, и все – как самки, так и самцы поселяются независимо.
Самый большой вопрос – масштабы этого пула. Существует ли он в пределах
одного моря, океана, или это единая популяция всего мирового океана? Со
временем и на эти вопросы будут найдены ответы.
Черви Osedax rubiplumus на китовой кости.
Снято на глубине 2893 м в каньоне возле института Монтерея, Калифорния.
Автор фотографии - Р. Врайенхук, MBARI.
Osedax frankpressi на фрагементе китового
ребра. Фотография сделана на глубине 2893 м в каньоне возле института
Монтерея, Калифорния. Автор фотографии - Р. Врайенхук, MBARI.
Подборка снимков, отражающая разнообразие
червей из рода Оседакс, из статьи Р. Врайенхука, С. Джонсона и Г. Рауса,
опубликованной в 2009 году, под названием "Замечательное разнообразие
червей - костоедов".
Автор: Елена Краснова, канд. биол. наук, научный сотрудник Беломорской биостанции МГУ
Источник:www.nkj.ru