필리핀의 만 아래 두꺼운 검은 오물에 야구 방망이 크기의 생물이 살고 있으며 단단한 흰색 껍질에 싸여 있습니다. 수백 년 동안,그것은 어떻게 든 공식적인 묘사와 해부를 피했습니다. 그 이름은 거대한 선충이며,미국과 필리핀의 과학자들은 마침내 살아있는 것을 열었습니다.
그것은 식욕을 돋 우는 광경이 아니었다.
거대한 선충의 텅 빈 껍데기는 오래 전부터 흔했지만,이 껍데기가 어디에서 왔는지 정확히 과학자들에게 큰 수수께끼로 남아 있었다(그들의 이름에도 불구하고 배는 아니었다). 중요한 통찰력은 프로젝트 과학자 중 한 명이 필리핀 텔레비전에서”당근과 같은”지역의 얕은 만 침대에 심어진 껍질을 보여주는 다큐멘터리를 발견했을 때 나온 것입니다. 이 단서를 손에 들고 과학자들은 마침내 채석장을 포장 할 수있었습니다.
과학자들은 이번 주 초반 판에서 웜에 대한 연구 결과를 발표했으며,생물학,서식지,해부학,심지어 식단까지 매우 희귀 한 동물에 대해 많은 빛을 발했다. 나무 단계 가설:이 질문에 대한 답변은 연구의 저자 중 하나에 의해 거의 20 년 전에 제안 된 더 큰 아이디어,그들은 말한다,지원을 빌려.
거대한 배벌레(쿠퍼스 폴리탈라미아)와 같은 이름을 가진 이 생물이 배 안에 살기를 기대하는 것에 대해 당신은 잘못을 범하지 않을 것이다. 우리가 보았 듯이,거대한 선충들은 침수 된 썩어가는 나무와 진흙을 위해 선박을 피하지만,나머지 선충들은 배에 산다. 그러나 거대한 배충을 포함한 모든 배충은 실제로 벌레가 아닙니다. 그들은 벌레 처럼 진화 하는 이매패 류 연체 동물.
이매패류는 굴,조개,가리비,새조개,홍합 등 해산물 뷔페의 힌지 껍질입니다. 어딘가에 라인을 따라,표준 문제 이매패 류의 필터 먹이 친척과는 다른 창조적 인 방향으로 가서 새로운 음식 소스에 그 명소를 설정하기로 결정:침몰 한 나무.
나무가 있는 한,바다에 감긴 나무들이 있었다. 거기에서 그들은 셀룰로오스 및 리그닌과 같은 중합체의 함량으로 인해 식욕을 돋 우지 만 식도락의 손이 닿지 않는 곳에 놓습니다. 이 화학 물질–나무를 경직시키는-배고픈 육상 생물에게 그들의 돈을 위해 달리기를 주었다. 그들은 일부 곰팡이와 박테리아를 제외한 모든 사람들에게 소화가 잘 안되는 것으로 유명합니다. 나무를 먹고 싶은 동물은 흰개미와 비버처럼 거친 섬유를 소화 할 수있는 미생물을 수용해야합니다.
배충은 궁극적으로 같은 방식으로 문제를 해결했습니다.: 그들은 나무를 소화 할 수있는 공생 박테리아가 아가미의 특수 세포에 판잣집을 만들 수있었습니다. 그런 다음,그것을 소비하는 나무로 보링하는 과정에서,조개를 포함하는 힌지 쉘은 웜을 포함하는 관형 쉘로 진화.
사나이 없는 원숭이들이 나무로 바다를 항해하는 배를 만들 생각을 갖게 될 때까지 모두가 이 시스템에 만족했다. 이 문제는 왕립 해군이 18 세기에 보트 선체를 구리로 덮기 시작할 때까지 해결되지 않았으며,이는 성가신 해초를 깎을 수있는 추가 이점을 가지고있었습니다.
어쨌든,이 블로그 게시물은 그 선충들에 관한 것이 아니라,그들의 변덕스러운 친척 인 거대한 선충들에 관한 것입니다. 그들의 새로운 방향은 근처에 사는 일부 박테리아에서 영감을 얻었습니다.
선충들이 그 아름다운 나무를 모두 소화시키느라 바쁜 동안,그들 주위의 자유생물 박테리아도 바빴다. 그들 중 일부는 산소가없는 환경에서 나무를 소화하는 과정에서 대신 해수의 구성 요소 인 황산 화학 물질을 호흡했습니다. 그들이 내뿜는 가스는 황화수소였으며,냄새 나는 화학 물질은 인간이 썩은 달걀과 연관시킵니다. 밝혀진 바와 같이,황화수소는 다른 박테리아 그룹(티오 독립 영양 생물)에 의해 햇빛처럼 많이 사용될 수 있습니다. 그들은 황화수소에 함유 된 힘을 사용하여 이산화탄소를 설탕으로 바꿀 수 있습니다. 즉,그들은 식물처럼 자신의 음식을 만들 수 있습니다.
어느 시점에서,이 티오 독립 영양 박테리아는 근처에 사는 선충의 아가미를 침범했습니다. 과학자들은 거대한 선충 아가미를 현미경으로 관찰했기 때문에 이 사실을 알 수 있었다. 아가미 안에 그들은 이산화탄소가 설탕으로 바뀔 수 있는 카르복시솜이라고 칭한 유황 소구 및 세포 기관을 포함하는 박테리아를 찾아냈습니다. 두 구조 모두 티오 오토 토픽 박테리아에서 일반적입니다.
아가미로부터 분리된 세균의 염기서열은 해양 미생물과 열수 배출 달팽이와 민달팽이 안에 사는 다른 티오 독립영양 세균의 염기서열과 매우 흡사하다. 이 서열에는 황화수소로부터 설탕을 제조하는 데 필요한 모든 유전자가 포함되어 있습니다.
마지막으로,그들은 티오 독립 영양 박테리아를 키우기 위해 고안된 순수 배양에서 이들 박테리아를 분리 할 수있었습니다. 이 그룹의 박테리아는 다른 배충이 숙주하는 목재 소화 박테리아와 밀접한 관련이 없습니다. 그러나,이전에 지배적이었던 이 박테리아들은 거대 선충들의 아가미에도 존재했지만,증거에 따르면 그들은 희귀하고 매우 실망했다.
거대한 선충들이 자신들의 수입 흐름을 나무를 먹는 것에서 스스로 힘을 주는 세균을 접대하는 것으로 바꾸자,나무에 물리는 맹장,배추가 음식을 소화시키는 기관,그리고 나무에 구멍을 뚫기 위해 사용하는 근육은 모두 위축되었다. 이 과학자들이 소화 한 표본의 장에서 미량의 배설물 만이 발견되었는데,이는(사내 박테리아가 모든 요리를하고 있기 때문에)먹을 필요가없는 것 외에도,이 벌레는 결과적으로 똥을 낼 필요가 거의 없다는 것을 나타냅니다.
거대한 배충은 입을 가지고 있지만 그 다리를 태 웠습니다. 그들은 자신의 껍질로 입을 벽으로 막았으며 주기적으로 튜브를 확장하기 위해 그것을 흡수합니다. 이 모든 오그라 장기 대신에,박테리아 호스팅 아가미는 거의 전체 웜을 차지하기 위해 진화했다. 이 증거에 근거하여,나무,퇴적물을 먹거나 음식을 위해 물 걸러 내기는이 벌레가 거인이 될 가능성이 없다고 저자는 결론 지었다. 대신,그들의 새로운 세균성 상표 협동자의 진행에 뚱뚱하고 행복한 성장해서,벌레는 일반적으로 3 개 발을 도달하고 5 개를 도달할 수 있는 거인으로 성장한다.
흥미롭게도,이매패 류들 사이에서 벌레가되는 것은 드문 일이지만,티오 독립 영양 공생 박테리아를 접대하는 것은 그렇지 않습니다. 5 개의 다른 이매패 류 가족이이 작업을 수행하므로 아마도 웜이 특정 직업 변화를 더 쉽게 만들 수있는 사전 적응이 있었을 것입니다.
과학자들은 또한 선충 생물학이 수석 저자 다니엘 디 스텔의 오래된 아이디어를 보강한다고 주장한다:”나무 계단”가설. 이 아이디어는 깊은 바다 열수 통풍구 주위에 사는 큰 티오 독립 영양 홍합이 침몰 한 나무에 살았던 작은 홍합에서 진화했다고 주장합니다. 이 조상 홍합은 나무를 부패시키는 박테리아에 의해 생성 된 황화수소를 사용했지만 벤트 유체는 쉽게 대체 할 수있었습니다. 오늘날 많은 이매패 류와 여러 관충은 열수 통풍구,차가운 새어 나오는 곳(황화수소,메탄 및 기타 탄화수소가 해저에서 스며 나오는 곳)및 침몰 한 목재에서 똑같이 잘 산다. 따라서 나무는 티오 독립 영양 동물을 열수 통풍구에 도입 한 다음 심해 폴리네시아 인처럼 섬 호핑 침몰 한 나무에 의해 통풍구 사이에 퍼지는 것을 도울 수있는 디딤돌입니다.
이제 거대한 선충도 필리핀의 재취 퇴적물에있는 궁극적 인 목적지에 도착하기 전에 나무에 도중 하차 한 것처럼 보입니다. 이 이매패 류와 튜브 웜은 나무를 먹고 시작하고,단지 나중에 황화수소의 요리의 즐거움에 발견 할 수 있습니까? 그렇다면,태양의 빛나는 영역에서만 생산되는 물질 인 나무는 가장 어두운 바다의 서식지 사이의 디딤돌 일뿐만 아니라 삶의 전체 방식 사이의 디딤돌이었습니다.
참고
다니엘 엘 디스텔,마빈 에이 알;타미아,젠지안 린,제이 르우벤 선웨이,앤드류 한,이멜레다 포르테자,로웨나 안테마노,엄마. 그웬 제이 페나 플로르 림바코,앨리슨 지 테보,랜데 데하베스,줄리 알바노,게리 로젠버그,기셀라 콘셉시온,에릭 슈미트,마고 지 헤이굿. “거대한 배벌레 쿠푸스 폴리 탈라 미아(비발 비아)에서 화학 독립 영양 공생의 발견: 테레 디니과)나무 단계 이론을 확장합니다.”나스 초기 판. 인쇄 4 월 전에 온라인으로 게시 17,2017,도이:10.1073/나스.1620470114