В глубинах океана найдены «пауки», которые выращивают еду на своих телах
Глубины океана — это мир вечной тьмы, чудовищного давления и ледяного холода. Солнечный свет не проникает на глубину более 1000 метров, а значит, фотосинтез, основа большинства пищевых цепочек на Земле, здесь невозможен. И все же, вопреки суровым условиям, жизнь здесь процветает, принимая самые причудливые и изобретательные формы. Глубоководные экосистемы заставляют ученых пересматривать фундаментальные законы биологии.
В этих темных водах обитают загадочные существа, известные как морские пауки. Несмотря на название и внешнее сходство, они не являются настоящими пауками или даже арахнидами. Это отдельный класс морских членистоногих, называемый пикногонидами. Они обладают крошечным телом, от которого отходят от четырех до шести пар непропорционально длинных ног, что и придает им «паучий» вид. Недавно ученые совершили открытие, которое показывает, насколько уникальна стратегия выживания этих созданий.
В ходе погружений дистанционно управляемых аппаратов в 2021 и 2023 годах команда биологов под руководством Бьянки Даль Бо из Оксидентал-колледжа исследовала так называемые метановые выходы. Это участки морского дна, где из-под земли просачивается метан — мощный парниковый газ. Такие выходы создают уникальные оазисы жизни, основанные не на солнечной, а на химической энергии. Именно здесь, вблизи выходов у побережья Южной Калифорнии и Аляски, на глубинах от 397 до 2020 метров, были обнаружены три ранее неизвестных вида морских пауков из рода Sericosura.
Наблюдения показали, что эти существа никогда не отходят далеко от источников метана. Это навело ученых на мысль о тесной связи между пауками и газом, просачивающимся со дна. При детальном изучении собранных образцов под микроскопом открылась поразительная картина. Весь экзоскелет, то есть внешняя твердая оболочка пауков, был покрыт плотным ковром из бактерий. Но это были не случайные микроорганизмы.
Ем то, что вырастил сам
Анализ показал, что на телах пауков обитают целых три разных семейства бактерий, известных своей способностью потреблять метан и метанол, превращая их в энергию и органическое вещество. Ученые выдвинули смелую гипотезу: морские пауки не просто живут рядом с источником метана, они целенаправленно «выращивают» на себе бактериальные фермы, чтобы потом ими питаться. Это форма симбиоза, ранее не встречавшаяся в животном мире.
Чтобы проверить свою догадку, исследователи провели эксперимент в лаборатории. Они пометили метан и углекислый газ специальными изотопными метками, что позволило отследить путь углерода в этой мини-экосистеме. Пауков поместили в среду с мечеными газами. Результаты превзошли все ожидания: бактерии на их телах активно поглощали метан, но не углекислый газ. А уже через пять дней меченый углерод из метана был обнаружен в пищеварительных тканях самих пауков. Это могло произойти только одним путем — они съели бактерии, выросшие на их собственных телах.
Удивительно то, что эти морские пауки умудряются культивировать сразу три типа метаноокисляющих бактерий. Другие обитатели метановых выходов, такие как губки или некоторые виды червей, обычно вступают в симбиоз только с одним типом микробов. Наличие целого «бактериального сада» делает пауков уникальными. Несмотря на огромные расстояния между выходами в Калифорнии и на Аляске, бактериальные сообщества на пауках из разных мест были функционально идентичны.
Еще одно поразительное открытие касается их репродуктивной стратегии. Оказалось, что самцы морских пауков носят мешки с икрой на специальных придатках до 20 дней, вынашивая потомство. И даже на этих икринках уже присутствовал тот же самый набор метанолюбивых бактерий. Это означает, что микробиом передается из поколения в поколение. Вылупившиеся детеныши с самого рождения обеспечены собственным источником пищи, который они будут культивировать всю жизнь.
Эта невероятная адаптация, по-видимому, обеспечивает процветание вида. Половина особей, собранных у выхода Дель-Мар, были самцами, и все они вынашивали икру. Это беспрецедентно высокий уровень фертильности для морских пауков. Открытие напоминает, как много еще неизвестного и удивительного скрывают темные глубины Мирового океана и какие необычные пути может избирать эволюция для сохранения жизни в самых экстремальных условиях.
