Токсичный сюрприз океана: создавая смертельный минерал внутри себя, существо бросает вызов науке

Учёные сделали удивительное открытие: глубоководный червь Paralvinella hessleri, обитающий в экстремальных условиях гидротермальных источников Окинавского жёлоба в Тихом океане, оказался первым известным животным, способным самостоятельно производить аурипигмент - редкий и токсичный минерал, который в древности использовался как ярко-жёлтый краситель. Результаты исследования опубликованы в PLoS Biology.

Жизнь на грани выживания

Paralvinella hessleri — единственный вид, который может существовать в самой горячей части гидротермальных источников, где температура и уровень токсинов смертельны для большинства организмов. Вода в этих зонах насыщена сульфидами и мышьяком, создавая условия, при которых обычные формы жизни существовать не способны.

Учёные собрали несколько особей с помощью дистанционно управляемого аппарата. Анализ показал, что черви накапливают частицы мышьяка в клетках кожи и внутренних органов. Там ядовитый элемент соединяется с серой, содержащейся в воде, и образует комки аурипигмента. Эти структуры формируют своеобразную микроскопическую "броню", защищающую животное от токсичной среды.

Что такое аурипигмент

Аурипигмент — природный минерал сульфида мышьяка, встречающийся в магматических и гидротермальных месторождениях. В античности и до XIX века он активно применялся художниками как краситель, хотя его токсичность была хорошо известна.

Необычно то, что живое существо в полной темноте вырабатывает пигмент, который лишён декоративного смысла.

"Бессмысленно вырабатывать пигмент в полной темноте", — отмечает морской биолог Ван Хао из Института океанологии Китайской академии наук, соавтор исследования.

Уникальный защитный механизм

Исследователи сравнивают P. hessleri с другими организмами, которые также используют минерализацию для защиты. Например, брюхоногий моллюск Chrysomallon squamiferum имеет чешуйки, где сульфид обезвреживают бактерии. Но у паральвинеллы всё иначе — червь самостоятельно соединяет токсичные вещества внутри клеток, превращая их в "безопасный" минерал.

"Paralvinella hessleri намеренно соединяет токсины в единственный "безопасный" кристаллический минерал внутри своих собственных клеток", — поясняет океанолог Нарисса Бакс из Гренландского института природных ресурсов.

Учёные называют этот процесс поразительным примером борьбы с ядом при помощи яда.

Трудности дальнейшего изучения

Однако исследование механизма ограничено: экстремальные условия гидротермальных источников крайне сложно воспроизвести в лаборатории. Попытки выращивания P. hessleri вне естественной среды пока безуспешны.

Несмотря на это, открытие даёт новое понимание того, как живые организмы могут приспосабливаться к самым враждебным условиям на Земле, используя необычные стратегии защиты.

Три интересных факта

1. Аурипигмент, производимый червём, был одним из самых дорогих и опасных красителей в античности: его применяли для росписи фресок и миниатюр, несмотря на высокую токсичность.
2. Гидротермальные источники — это зоны на дне океана, где вода нагревается магмой и вырывается наружу с температурой до 400 °C. Здесь жизнь базируется не на фотосинтезе, а на хемосинтезе.
3. Paralvinella hessleri демонстрирует редкий пример биоминерализации внутри клеток, что отличает его от большинства организмов, формирующих минералы во внешних структурах.