Благодаря чему существует жизнь в глубинах океанов? Какие микроорганизмы используют энергию химических соединений вместо солнечной? Как развивается симбиоз животных и хемолитотрофных микробов в гидротермальных полях? Об этом рассказывает доктор биологических наук Николай Пименов.

На дне океана имеются оазисы жизни, подобные тем, которые бывают в пустыне, и связано это удивительное явление с выходами гидротермальных растворов. Сразу скажу, что как только были открыты гидротермальные поля (это выбросы горячей воды на дне океана в придонные холодные воды), то после этого те, кто увидел впервые эти сообщества живых организмов вокруг этих геотермальных выходов, были поражены обилием жизни. Сразу стало очевидно, что с солнечным светом это никак не связано, потому что все мы привыкли к тому, что основная, первичная продукция на нашей планете связана с энергией Солнца. Здесь стало ясно: искать энергию надо в тех гидротермальных растворах, которые поступают в придонные слои океана.

На первом этапе казалось, что животные, которые там есть, — а это очень специфические, очень интересные животные — должны, скорее всего, использовать ту биомассу микроорганизмов, хемолитотрофов, которые там развиваются за счет химических соединений, поступающих с гидротермальным раствором в придонные слои океана. Обычно это приурочено к каким-то тектоническим разломам, и поэтому часто это зоны повышенной вулканической активности. В составе этих растворов есть, как я уже говорил, необходимые компоненты для развития микроорганизмов, бактерий, архей — это и водород, и сероводород, и аммоний, и восстановленные формы металлов. А углекислота есть в океанской воде, поэтому дальше остается только трансформировать эту энергию в биомассу клеток, фиксируя при этом углекислоту, что они и делают. Но оказалось, что все значительно сложней.

Рекомендуем по этой теме:
3747
Морская микробиология
Оказалось, что на больших глубинах развиваются крайне специфические животные, которые научились взаимодействовать с такими микроорганизмами. Первым открытием были гигантские рифтии. Это черви, которые передвигаются внутри трубки и у которых полностью редуцирована нормальная пищеварительная система. У них есть специальный орган — трофосома, фактически это мешок, набитый хемолитотрофными микробами. То есть это микробы, которые способны использовать сероводород как источник энергии и фиксируют углекислоту. А дальше они дают то органическое вещество, которое необходимо хозяйской клетке. И получается, что, с одной стороны, организм хозяина предоставляет весьма комфортные условия для микробов: мешок, удобно, защищено. А с другой стороны, микроорганизм осуществляет реакцию, абсолютно недоступную для многоклеточного организма, и обеспечивает его необходимыми питательными веществами.