i den tykke sorte muck under en bugt i Filippinerne lever et væsen på størrelse med en baseballbat, indkapslet i en hård hvid skal. I hundreder af år undgik det på en eller anden måde formel beskrivelse og dissektion. Dens navn er den gigantiske skibsorm, og forskere fra USA og Filippinerne har endelig knækket en levende åben.
det var ikke et appetitligt syn.
selvom de tomme skaller af kæmpe skibsorme længe har været almindelige, forblev præcis, hvor disse skaller kom fra, et stort mysterium for forskere (på trods af deres navn var det ikke Skibe). Den kritiske indsigt kom, da en af projektforskerne opdagede en dokumentar på filippinsk TV, der viste skaller plantet i sengen i en lokal lavvandet bugt “som gulerødder”. Med denne ledetråd i hånden var forskerne endelig i stand til at pakke deres stenbrud.
forskerne offentliggjorde deres resultater fra deres undersøgelse af ormen i PNAS Early Edition Denne uge, og de kaster meget lys over et dyr, der er så sjældent, at dets biologi, habitat, anatomi og endda diæt stort set har været et mysterium. Svarene på disse spørgsmål giver støtte, siger de, til en større ide, der blev foreslået for næsten 20 år siden af en af undersøgelsens forfattere: trætrinhypotesen.
med et navn som kæmpe skiborm (Kuphus polythalamia), ville du ikke være skyldig for at forvente, at denne skabning skulle leve i skibe. Selvom den gigantiske skibsorm, som vi har set, undgår skibe for nedsænket rådnende træ og mudder, lever resten af skibsormen i skibe. Men alle skibormene, den kæmpe inkluderet, er faktisk ikke orme. De er toskallede bløddyr, der har udviklet sig til at ligne orme.
muslinger er de af de hængslede skaller på seafood buffet-østers, muslinger, kammuslinger, hjertemuslinger og muslinger. Et eller andet sted langs linjen, en standardudgave toskallet besluttede at gå i en anden kreativ retning end sin filterfodrende familie og sætte sit syn på en ny fødekilde: sunket træ.
så længe der har været træer, har der været træer, der afvikles i havet. Der lå de, appetitvækkende tæt, men frustrerende uden for gastronomisk rækkevidde på grund af deres indhold af polymerer som cellulose og lignin. Disse kemikalier-som stivner træ – har også givet sultne jorddyr et løb for deres penge. De er berømte ufordøjelige for alle undtagen nogle svampe og bakterier. Dyr, der ønsker at spise træ, skal være vært for mikrober, der kan fordøje de hårde fibre, som termitter og bævere gør.
Skibsorme løste i sidste ende problemet på samme måde: de tillod symbiotiske bakterier, der kan fordøje træ, at lægge sig i specielle celler i deres gæller. Derefter udviklede en hængslet skal, der indeholder en skaldyr, i processen med at kede sig i træ for at forbruge det, til en rørformet skal indeholdende en orm.
alle var tilfredse med dette system, indtil nogle hårløse aber fik cockamamie-ideen til at bygge deres havgående skibe ud af træ, hvorpå skibsormene straks chukkede ned til Abernes rædsel. Dette problem blev ikke løst, før Royal Navy begyndte at beklæde deres bådeskrog med kobber i det 18.århundrede, hvilket havde den ekstra fordel at afskrække irriterende tang.
under alle omstændigheder handler dette blogindlæg ikke om disse skibsorme, men deres egensindige slægtning den kæmpe skibsorm, der endnu en gang splittede sig med resten af skibsormen på grund af kreative forskelle. Deres nye retning blev inspireret af nogle bakterier, der bor i nærheden.
mens skibsorme havde travlt med at fordøje alt det dejlige træ, havde de fritlevende bakterier omkring dem også travlt. Nogle af dem, i færd med at fordøje træ i miljøer uden ilt, åndede det kemiske sulfat, en bestanddel af havvand, i stedet. Gassen, de udåndede, var hydrogensulfid, de stinkende kemiske mennesker forbinder med rådne æg. Som det viser sig, kan hydrogensulfid bruges meget som sollys af en anden gruppe bakterier (thioautotrophs). De kan bruge kraften indeholdt i hydrogensulfid til at omdanne kulsyre til sukker. Med andre ord kan de lave deres egen mad, ligesom planter.
på et tidspunkt invaderede disse thioautotrofiske bakterier gællerne fra en skiborm, der bor i nærheden. Forskerne kunne fortælle, at dette er tilfældet, fordi de sætter kæmpe skibormgæller under mikroskopet. Inde i gællerne fandt de bakterier, der indeholder svovlkugler og organeller kaldet carboksysomer, hvor kulsyre kan omdannes til sukker. Begge strukturer er almindelige i thioautotorfe bakterier.
da de sekventerede det bakterielle DNA, der var isoleret fra gællerne, lignede det meget det for andre thioautotrofe bakterier, der lever inde i marine mikrober og hydrotermiske udluftningssnegle og snegle. Sekvensen indeholdt alle de gener, der var nødvendige for at fremstille sukker fra hydrogensulfid.
endelig var de i stand til at isolere disse bakterier i ren kultur designet til at dyrke thioautotrofe bakterier. Bakterierne i denne gruppe er ikke tæt forbundet med de træfordøjende bakterier, som andre skibsorme er vært for. Imidlertid, disse tidligere dominerende bakterier var også til stede i gællerne i de gigantiske skibsorme, skønt beviserne antyder, at de er sjældne – og meget skuffede.
da gigantiske skibsorme skiftede deres indkomststrøm fra at spise træ til at være vært for selvkrævende bakterier, deres cecum, hvor bid af træ opbevares; de organer, hvor skibsorme fordøjer mad; og de muskler, de bruger til at bore i træ, er alle forkrøblede. Kun spormængder af afføring blev fundet i tarmen på prøverne, som disse forskere fordøjede, hvilket indikerer, at disse orme ud over ikke at skulle spise (fordi deres interne bakterier laver al madlavning) har derfor lidt behov for at kæbe.
kæmpe skibsorme har en mund, men de har brændt den bro. De har muret deres mund af med deres skal, og resorberer det kun med jævne mellemrum for at udvide deres rør. I stedet for alle disse skrumpede organer har den bakteriehostende gill udviklet sig til at optage næsten hele ormen. Baseret på dette bevis er det usandsynligt, at det at spise træ, sediment eller filtrere vand til mad gør det muligt for disse orme at blive giganter, konkluderer forfatterne. I stedet vokser fedt og glad for provenuet fra deres nye bakterielle brandpartnere, ormene vokser til giganter, der ofte når tre meter og kan nå fem.
interessant, selvom det at blive en orm er ualmindeligt blandt toskallede, er det ikke at være vært for thioautotrofiske symbiotiske bakterier. Fem andre familier af toskallede gør dette, så måske havde ormene nogle fortilpasninger, der gjorde denne særlige karriereændring lettere.
forskerne hævder også, at skibormbiologi styrker en gammel ide om hovedforfatter Daniel Distel: hypotesen om “trætrin”. Denne ide hævder, at de store thioautotrofe muslinger, der lever omkring dybhavs hydrotermiske ventilationskanaler, udviklede sig fra mindre muslinger, der levede på sunket træ. Disse forfadermuslinger brugte hydrogensulfid produceret af bakterierne, der henfalder træ, men udluftningsvæske var en let erstatning. I dag lever mange muslinger og flere rørorm lige så godt ved hydrotermiske åbninger, kolde siver (steder hvor hydrogensulfid, methan og andre kulbrinter siver fra havbunden) og i nedsænket træ. Træ er således et springbræt, der kan introducere thioautotrofe dyr til hydrotermiske ventilationskanaler og derefter hjælpe dem med at sprede sig mellem ventilationskanaler ved øhoppende sunket træ som dybhavspolynesere.
nu ser det ud som om den gigantiske skibsorm også havde en layover i træ, før den ankom til sin ultimative destination i Filippinernes stinkende sedimenter. Er det muligt, at toskallene og rørormene også begyndte med at spise træ og først senere snuble over de kulinariske lækkerier af hydrogensulfid? I så fald var træ – et stof, der kun blev produceret i solens glitrende rige-ikke kun et springbræt mellem levesteder i det dybeste mørkeste hav, men også mellem hele livsformer.
Reference
Daniel L. Distel, Marvin A. al;tamia, Jenjian Lin, J. Reuben Skibsvej, Andreas Han, Imeleda Fortesa, Rovena Antemano, Ma. Han er en af de mest kendte og mest kendte mennesker i verden. “Opdagelse af kemoautotrofisk symbiose i den kæmpe skibsorm Kuphus polythalamia (Bivalvia: Teredinidae) udvider træ-trin teori.”PNAS tidlig udgave. Udgivet online før print April 17, 2017, doi: 10.1073 / pnas.1620470114