Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Фауна океанических гидротерм: из реликтов в молодость

08.04.2014 Наука и жизнь

Генетический анализ животных из тёплых океанических источников продемонстрировал, что все эти виды, считавшиеся чуть ли не ровесниками старейших архей, относительно молоды.

Многокилометровые океанские глубины черны, безлюдны и мёртвы; в мире – и под весёлыми умеренными широтами, и в обледенелой Арктике,и под жаркими тропиками – они одинаково унылы. Так думали исследователи прошлого.

Трубчатые черви, обитающиеу гидротермального источника.

Не имея возможности посмотреть в эти глубины, английский естествоиспытатель Эдуард Форбс, у которого в собствености первая схема вертикальной зональности океана, в десятнадцатом веке выдвинул «азойную теорию» о неосуществимости судьбы глубже 500 м. Скоро, благодаря изучениям на парусно-паровомкорвете «Челленджер», на протяжении которых посредством драг были взяты первые образцы грунта из глубоководных районов океана, стало ясно: жизнь в том месте все же имеется. Но, что правильно, она весьма бедная.

Дабы как направляться изучить дно и его жителей, пригодились качественные морские суда, новые орудия отбора проб и подводные аппараты, а также пилотируемые, оснащенные механическими манипуляторами, фото- и камерами.Фауна океанических гидротерм: из реликтов в молодость Переворот в науке случился во второй половине 70-ых годов XX века, в то время, когда глубоководный обитаемый аппарат «Алвин» опустился около Галапагосских островов на глубину 2,5 км в районе тёплых источников: перед взглядами экипажа предстали прекрасные подводные оазисы с прежде малоизвестными животными.

Последующие изыскания продемонстрировали, что в местах выхода тёплых растворов, насыщенных ядовитым сероводородом, другими химикатами и метаном, существуют необычные сообщества животных, каковые питаются за счет хемоавтотрофных бактерий-симбионтов. Бактерии синтезируют органические вещества, применяя энергию химических реакций, где задействованы агрессивные компоненты гидротермальных растворов.

Огромные, метровой длины черви Рифтии содержат бактерий-кормильцев в особенном органе – трофосоме, куда кровеносная совокупность червя доставляет нужный бактериям сероводород. У некоторых двустворчатых моллюсков бактерии живут в жабрах, каковые вследствие этого стали огромными, красными и по виду напоминают печень. Глубоководные креветки носят бактерий под панцирем, волосатые крабы-йети выращивают их нагустом «мехе» передних ног.

Любой своим методом, они «приручили» различные группы хемоавтотрофных бактерий, растят их в либо снаружи собственного тела, и для гидротермальных глубоководных животных это — основной и в полной мере достаточный источник пищи.

Предполагается, что гидротермальные источники уже существовали в старом океане.Бактерии, обитающие в гидротермах, и вместе с ними археи – безъядерные одноклеточные организмы, способные к синтезу метана, считаются самыми древними из живых организмов отечественной планеты. Логично было высказать предположение, что животные, обитающие в условиях, каковые существовали в старом океане в симбиозе с одними из самых древних существ планеты, – также древние.

Продолжительное время так и считалось, что фауна глубоководных гидротерм – это живые ископаемые. Иллюзию рассеяла молекулярная генетика.По степени сходства генов различных организмов возможно оценить, как давно они разошлись на протяжении эволюции. О итогах таких изучений на лекции в Университете океанологии РАН поведал доктор наук Роберт Врайенхук (Robert C. Vrijenhoek) из Исследовательского университета аквариума в Монтерее (Monterey Bay Aquarium Research Institute, штат Калифорния, США).

Его приезд в Россию стал вероятным благодаря помощи фонда «Семейство».

Генетический анализ животных из тёплых океанических источников продемонстрировал, что все эти виды относительно молоды. Огромные красные черви Рифтии, которых по первой поре поместили в тип погонофор в качестве отдельного класса называющиеся вестиментиферы, совместно со всеми остальными погонофорами были всего лишь одним из маленьких подразделений класса многощетинковых червей, и они появились менее 60 млн. лет назад.

Креветки называющиеся Римикарис (Rimicaris) показались 30 млн. лет назад, двустворчатые моллюски Батимодиолусы (Bathymodiolus) – 30-50 млн. лет. Единственный более либо менее старый житель гидротерм – улитки из рода Прованна (Provanna), чей возраст оценивается в 120 млн. лет. Но эти моллюски — исключение: они населяют не только тёплые источники, но и другие районы дна океана, а, помимо этого, смогут обходиться без симбиотических бактерий, потому, что владеют обычным кишечником и смогут использовать другую пищу.

У всех «хемосинтетических» животных предки известны еще из мезозоя, но сами они появились значительно позднее. Роберт Врайенхук уверен в том, что большая часть современных таксонов моллюсков, многощетинковых червей и ракообразных случилось в кайнозойской эре, и что это произошло по окончании палеоцен-эоценового потепления. Это потепление привело к широкому распространению бескислородных условий, попросту говоря, заморы в глубоководных районах океана и массовое вымирание морских животных.

Исследуя геномы Рифтий, Врайенхук с сотрудниками нашли необычное сходство между особями из различных широт. Не обращая внимания на отчетливые различия в форме и размерах отдельных частей тела, каковые зоологи расценивали как видовые различия, генетические различия были минимальными.

По встречаемости редких аллелей (пара отличающихся вариантов одного и того же белка) удалось выделить всего две области: одна к северу от экватора, вторая – к югу, но и между ними различия совсем маленькие. Похожая история и с другой вестиментиферой – Риджеей (Ridgeia), у которой прежде было обрисовано два отчетливых вида: они были возрастными стадиями, а не видами.

У двустворчатых моллюсков Батимодиолусов, обитающих на протяжении Срединно Тихоокеанского Хребта, также имеется две формы – к северу и к югу от 20° южной широты, любая из них весьма однообразная, но между формами генетические маркеры продемонстрировали значительные различия. Они так громадны, что было нужно присвоить формам ранг отдельных видов. Ни внешних различий, ни анатомических отыскать не удалось – лишь генетические, но важные.

Генетическое однообразие большинства видов, обитающих в глубоководных гидротермах, необыкновенное для организмов с всемирным распространением, согласно точки зрения Роберта Врайенхука, возможно растолковано нестабильностью места обитания. Любой их тёплых источниковсуществует недолго, в одних местах они появляются, в других – затихают. А что происходит с их жителями?

Деваться им некуда, и они погибают. Новые гидротермы животные заселяют за счет того, что у всех этих видов имеется плавающие личинки, которых приносят течения. В череде размножения и вымираний в новых местах «хемотрофные» животные всегда проходят через «бутылочные горлышки» — обстановки, в то время, когда популяция уменьшается до считанного числа особей с последующим повышением численности.

Потому, что в «узком месте» популяционного цикла генетическое разнообразие мало, потомки, будучи родными родственниками, также похожи.
Некогда считалось, что гидротермальные источники могли быть местом, где зародилась жизнь. «Нет, вряд ли, — вычисляет исследователь. — Это через чур нестабильные совокупности. И, не смотря на то, что многие животные гидротерм кажутся конструктивно примитивными, реликтами их вычислять запрещено».

С позиций сегодняшнего дня расширение территорий, лишенных кислорода – явление негативное. Оно может происходить в следствии широкомасштабных трансформаций климата. Не следует думать, что животным, обитающим на глубине в километр и более, трансформации климата на поверхности отечественной планеты равнодушны.

Глубоководные «хемосинтетические» организмы не защищены от катастрофических событий, происходящих в освещенной территории океана и Земли. Наоборот, они могут быть весьма чувствительными к трансформациям течений и температуры, воздействующих на сотрудничество кислородных и бескислородных территорий, у границы которых обитают эти необычные организмы.

Фото: NOAA

Создатель: Елена Краснова, канд. биол. наук, научный сотрудник Беломорской биостанции МГУ

Источник: www.nkj.ru

Случайные записи:

МОНОЛИТЫ РЕЛИКТОВ И ГЛИФЫ — Mass Effect: Andromeda #8


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,