На песчаном океаническом дне порой водятся весьма необычные существа, и одно из таких чудес природы — плоский червь Paracatenula. Примечателен он тем, что у него нет ни рта, ни кишечника — что, впрочем, совсем не мешает ему существовать. Всю работу за него делают бактерии-симбионты Riegeria, обитающие прямо в полости тела. Удивительно, но этот союз настолько эффективен, что червь живет на нашей планете вот уже свыше 500 миллионов лет.
Механизм необычного симбиоза давно привлекает внимание ученых и изрядно озадачивает их. Теперь группе исследователей наконец удалось пролить немного света на эту тайну. За тысячелетия генном бактерий был адаптирован так, чтобы они могли выполнять только самые важные органы. Колонии обитают в специальных органах — трофосомах — которые заполняют большую часть полости червя. На фотографии этот орган выглядит как белое пятно.
Эти бактерии являются хемосинтетиками, то есть для производства энергии им нужен не солнечный свет, а химическая реакция. В данном случае это реакция между углекислым газом и сероводородом. Органика, которая получается в процессе химических метаморфоз, и служит червю пищей. Продукты обмена бактерий содержат липиды, белки, сахара, жирные кислоты и витамины.
Морской микробиолог Харальд Грубер-Водичка из Института имени Макса Планка признается, что ничего подобного ученые раньше не видели. «Несмотря на столь ограниченный геном, даже одна бактерия может производить множество разных веществ и делать их удобоваримыми для хозяина», поясняет он. Симбиотические отношения такого рода часто включают себя хемосинтез — в этом нет ничего необычного. Однако примечательно то, как именно бактерии снабжают хозяина питательными веществами.
Во всех других известных организмах, использующих хемосинтетические симбиотические бактерии для получения энергии, хозяин фактически переваривает их, чтобы получить полезные вещества. Иногда симбиотические бактерии также используют транспортные белки для доставки питательных соединений. Однако в нашем случае все эти механизмы отсутствуют: оказалось, что бактерии передают червю питательные вещества в виде крошечных капель, которые червь может собирать, не причиняя своим «жильцами» большого вреда.
Грубер-Водичка поясняет, что это больше всего похоже на «фруктовый сад». «Если в других вариантах симбиоза кормление похоже на уборку кукурузного поля, когда комбайн собирает созревшие початки со сладкими семенами, то тут червь просто переваривает продукты хемосинтеза». Кстати, сами черви размножаются бесполым путем, и если разрубить такого напополам — то получится два червя, каждый со своими внутренним микромиром.
Биолог отметил, что у червей также не наблюдается никакого выделительного аппарата. Все, что производят бактерии, червь использует без остатка!
