V husté černé bláto pod bay na Filipínách žije tvor, velikost baseballovou pálkou, obalené v tvrdé bílé shell. Po stovky let nějak unikl formálnímu popisu a pitvě. Jmenuje se obří lodní červa a vědci ze Spojených států a Filipín konečně otevřeli živou.
nebyl to chutný pohled.
Když prázdné skořápky obřích shipworms již dlouho běžné, přesně tam, kde tyto střely byly z zůstával velkou záhadou pro vědce (navzdory jejich jméno, to bylo ne lodě). Kritický pohled přišel, když jeden z vědců projektu objevil dokument o Filipínské televizi ukazující skořápky zasazené do postele místní mělké zátoky „jako mrkev“. S touto stopou v ruce, vědci byli konečně schopni zabalit svůj lom.
vědci publikovali své poznatky z jejich studia červa v PNAS Early Edition tento týden, a oni vrhnout mnoho světla na to zvíře tak vzácné, že jeho biologii, stanovišť, anatomie a dokonce i strava byly do značné míry záhadou. Odpovědi na tyto otázky podporují, říkají, větší myšlenku navrženou téměř před 20 lety jedním z autorů studie: hypotéza dřevěných kroků.
S názvem, jako je obří shipworm (Kuphus polythalamia), by nemělo být vyčítáno, že jsem čekala, že tohle stvoření žít v lodích. Ačkoli, jak jsme viděli, obří lodní červ se vyhýbá lodím pro ponořené hnijící dřevo a bláto, zbytek lodních červů žije v lodích. Ale všechny lodní červy, včetně Obřího, ve skutečnosti nejsou červy. Jsou to mlži, kteří se vyvinuli, aby vypadali jako červi.
mlži jsou to sklopné skořápky v bufetu s mořskými plody-ústřice, škeble, mušle, mušle a mušle. Někde podél linie, standardní mlž se rozhodl jít jiným tvůrčím směrem než jeho příbuzní krmení filtrem a zaměřil se na nový zdroj potravy: potopené dřevo.
dokud byly stromy, byly stromy, které skončily v oceánu. Tam leželi, chutně blízko, ale frustrovaně mimo gastronomický dosah kvůli jejich obsahu polymerů, jako je celulóza a lignin. Tyto chemikálie-které ztuhnou dřevo-daly hladovým suchozemským tvorům šanci také za své peníze. Jsou skvěle nestravitelné pro všechny kromě některých hub a bakterií. Zvířata, která chtějí jíst dřevo, musí hostit mikroby, které mohou trávit tvrdá vlákna, jako termiti a bobři.
Shipworms nakonec vyřešil problém stejným způsobem: umožnili symbiotickým bakteriím, které mohou trávit dřevo, aby se ukrývaly ve speciálních buňkách ve svých žábrách. Pak, v procesu vrtání do dřeva konzumovat to, sklopné skořepiny obsahující měkkýše vyvinul do tubulární shell obsahující červa.
Každý je rád, že se tento systém do nějaké bezsrsté opice dostala ten bláznivý nápad vybudovat jejich zaoceánských lodí ze dřeva, načež shipworms ihned dopapal, k hrůze z opic. Tento problém nebyl vyřešen, dokud Královské Námořnictvo začalo opláštění jejich lodě, trupy s mědi v 18. století, který měl tu výhodu, že odrazuje otravné mořských řas.
V každém případě, tento blog post není o těch shipworms, ale jejich příbuzným obří shipworm, kdo jednou split se zbytkem shipworms kvůli tvořivým rozdílům. Jejich nový směr byl inspirován některými bakteriemi žijícími poblíž.
Zatímco shipworms byl zaneprázdněn trávení všechno to krásné dřevo, volně žijící bakterie kolem nich jsou příliš zaneprázdněni. Někteří z nich v procesu trávení dřeva v prostředích bez kyslíku místo toho dýchali chemický síran, složku mořské vody. Plyn, který vydechli, byl sirovodík, smradlavou chemickou látku si lidé spojují se shnilými vejci. Jak se ukazuje, sirovodík může být používán podobně jako sluneční světlo jinou skupinou bakterií (thioautotrofy). Mohou využít sílu obsaženou v sirovodíku k přeměně oxidu uhličitého na cukr. Jinými slovy, mohou si vyrobit vlastní jídlo, stejně jako rostliny.
v určitém okamžiku tyto thioautotrofní bakterie napadly žábry lodního červa žijícího poblíž. Vědci mohli říci, že tomu tak je, protože pod mikroskop vložili obří žábry lodních červů. Uvnitř žábry našli bakterie, které obsahují sírové kuličky a organely zvané karboxysomy, ve kterých může být oxid uhličitý přeměněn na cukr. Obě struktury jsou běžné u thioautotorfních bakterií.
Když se sekvence bakteriální DNA izolované z žábry, to podobaly ostatních thioautotrophic bakteriální žijící uvnitř mořského mikroby a hydrotermální hlemýždi a slimáci. Sekvence obsahovala všechny geny potřebné k výrobě cukru ze sirovodíku.
nakonec byli schopni izolovat tyto bakterie v čisté kultuře určené k růstu thioautotrofních bakterií. Bakterie v této skupině nejsou úzce souvisí s dřevo-rozkládající bakterie, které jiné shipworms hostitele. Nicméně, tyto dříve dominantní bakterie byly také přítomny v žábry obří shipworms, i když důkazy naznačují, že jsou vzácné – a velmi zklamaný.
Jako obří shipworms posunul jejich příjem z jídla dřeva hosting self-napájení bakterie, jejich slepého střeva, kde kousnutí dřeva jsou uloženy; orgány, v nichž shipworms trávení potravy, a svaly, které používají k vrtání do dřeva, všechny atrofuje. Pouze stopové množství trusu bylo zjištěno, že ve střevě exempláře těchto vědců stravitelné, což znamená, že kromě toho, že není třeba jíst (protože jejich in-house bakterie se dělá vše pro vaření), tito červi mají tedy malou potřebu na záchod.
obří lodní červi mají ústa, ale ten most spálili. Mají zazděný jejich ústa off s jejich shell, a jen pravidelně resorbovat ji rozšířit své trubky. Místo všech těchto scvrklých orgánů se bakterie hostující žábry vyvinuly tak, aby zabíraly téměř celý červ. Na základě těchto důkazů, jíst dřevo, sediment, nebo filtrování vody pro potraviny pravděpodobně neumožní těmto červům stát se obry, autoři uzavírají. Namísto, rostoucí tuk a šťastný z výnosů svých nových partnerů bakteriální značky, červi rostou v obry, které běžně dosahují tří stop a mohou dosáhnout pěti.
je zajímavé, že ačkoli se stává červem, je mezi mlži neobvyklé, hostování thioautotrofních symbiotických bakterií není. Pět dalších rodin mlžů to dělá, takže možná červi měli nějaké předběžné úpravy,které usnadnily tuto konkrétní změnu kariéry.
vědci také tvrdí, že shipworm biologie podhlavníky starý nápad z hlavní autor Daniel Distel: „dřevěné schody“ hypotéza. Tato myšlenka si myslí, že velké thioautotrofní mušle, které žijí kolem hlubinných hydrotermálních průduchů, se vyvinuly z menších mušlí, které žily na potopeném dřevě. Tyto předek mušle používá sirovodík produkovaný bakterií, které kaz dřeva, ale tekutina byla snadno nahradit. Dnes, mnoho mlži a několik červi, kteří žijí stejně dobře na hydrotermální průduchy, zima proniká (místa, kde sirovodík, metan a další uhlovodíky vyvěrající z mořského dna), a v zapadlé dřeva. Dřevo je tedy odrazovým můstkem, který může zavést thioautotrophic zvířata hydrotermální průduchy a pak jim pomoci šířit mezi otvory by island-hopping potopené dřeva, jako hluboké moře Polynésané.
nyní to vypadá, jako by obří lodní červ měl také mezipřistání ve dřevě, než dorazil do svého konečného cíle v páchnoucích sedimentech Filipín. Je možné, že mlži a bradatice také začal jíst dřevo, a teprve později narazil na kulinářské speciality sirovodíku? Pokud ano, dřevo-látka produkovaná pouze v třpytivé Říši slunce-nebylo jen odrazovým můstkem mezi stanovišti v nejhlubším nejtemnějším oceánu , ale také mezi všemi způsoby života.
Odkaz
Daniel L. Distel, Marvin A. Al;tamia, Zhenjian Lin, J. Reuben Shipway, Andrew Han, Imeleda Forteza, Rowena Antemano, Ma. Gwen J. Penaflor Limbaco, Alison G. Tebo, Rande Dechavez, Julie Albano, Gary Rosenberg, Gisela Concepcion, Eric Schmidt, a Margo G. Haygood. „Objev chemoautotrofní symbiózy U Obřího lodního červa Kuphus polythalamia (Bivalvia: Teredinidae) rozšiřuje teorii dřevěných schodů.“PNAS Early Edition. Publikováno online před tiskem Duben 17, 2017, doi: 10.1073 / pnas.1620470114