Морские пауки-фермеры: удивительный симбиоз в глубинах океана
Глубоководные экосистемы, лишенные солнечного света, продолжают удивлять ученых своими необычными формами жизни и стратегиями выживания. Одним из самых загадочных явлений долгое время оставалось необъяснимо большое количество морских пауков (отряд Pycnogonida) в районах метановых выходов — участках морского дна, где из недр Земли просачивается метан, создавая оазисы жизни в кромешной тьме. Эти пауки, казалось бы, не имели очевидного источника пищи: они не были хищниками, не фильтровали воду, а их желудки оставались пустыми. Разгадка оказалась невероятной: пауки буквально выращивают на своих телах бактерий, питающихся метаном, а затем поедают их.
Открытие симбиоза: микробы как основной источник пищи
Исследовательская группа под руководством Occidental College (США) обнаружила, что три новых вида морских пауков рода Sericosura покрыты плотным слоем бактерий, окисляющих метан и метанол. Эти микробы не просто живут на экзоскелете пауков — они служат им основным источником питания. Ранее подобные взаимовыгодные отношения были известны у мидий, червей и губок, но у морских пауков такой механизм обнаружен впервые.
Чтобы подтвердить гипотезу, ученые провели серию экспериментов с изотопной меткой. Они поместили живых пауков в воду, обогащенную «тяжелым» метаном (с изотопом углерода ¹³C), и проследили его путь. Оказалось, что углерод из метана быстро попадал в ткани пауков, что доказывало: они действительно усваивали вещества, произведенные бактериями.
Микробные «фермы» на экзоскелете
Дальнейшие исследования показали, что бактерии образуют на теле пауков сложные структуры, напоминающие миниатюрные вулканы, заключенные в липкую полимерную матрицу (EPS). Эти микробные колонии принадлежат к трем семействам:
- Methylomonadaceae (метанотрофы, окисляющие метан),
- Methylophagaceae и Methylophilaceae (метилотрофы, потребляющие метанол).
Интересно, что бактерии были обнаружены не только на теле взрослых особей, но и на яйцевых мешочках, которые вынашивают самцы. Это указывает на возможную вертикальную передачу симбионтов — паучата, по-видимому, получают своих «фермерских» бактерий от родителей.
Как пауки собирают «урожай»?
На изображениях, полученных с помощью электронной микроскопии, видны следы повреждений в микробных колониях — вероятно, пауки активно соскребают бактерий с поверхности своего тела. В отличие от крабов-йети, которые «выращивают» серных бактерий на клешнях, морские пауки используют для этого всю поверхность экзоскелета. Углерод, усвоенный бактериями, затем попадает в кишечник паука, что подтверждается высокой концентрацией ¹³C в его тканях.
Значение открытия
Это исследование расширяет наши представления о хемосинтетических экосистемах, где жизнь зависит не от солнечного света, а от химической энергии. Морские пауки демонстрируют удивительный пример адаптации: вместо того чтобы охотиться или фильтровать воду, они превратили собственные тела в «фермы» для бактерий.
Подобные стратегии могут быть гораздо более распространенными в глубинах океана, чем мы предполагали. Возможно, дальнейшие исследования откроют новые виды, использующие аналогичные механизмы выживания в условиях вечной темноты и холода.
Открытие симбиоза между морскими пауками и метанотрофными бактериями — еще одно доказательство того, что жизнь на Земле способна находить самые неожиданные пути существования. В мире, где нет света, но есть метан, пауки стали фермерами, а бактерии — их главным «урожаем». Это напоминает нам, насколько разнообразными и изобретательными могут быть стратегии выживания в экстремальных условиях нашей планеты.