Научный парадокс и его объяснение: почему ледники на северо-западе Тихого океана заселены червями?
Что мы знаем о ледниках? Это глыбы льда, которые формировались в течение тысяч лет. На первый взгляд кажется, что о жизни в них не может быть и речи, так как подобные экстремальные условия не выдержит ни один организм. Но на самом деле это не так. Ледники являются домов для большого количества организмов, которые образуют в них целую экосистему. Причем речь идет не только об устойчивых к низким температурах бактериям, но и достаточно крупных червях.
Их можно обнаружить в ледниках северо-запада Тихого океана, а также в Британской Колумбии и на Аляске. Они так и называются “ледяными червями” (Mesenchytraeus solifugus) и являются далекими родственниками известных всем дождевых червей. Размер этих беспозвоночных сравнительно небольшой — их длина достигает ~ 130 мм, а диаметр сравним с зубной нитью. Черви ведут достаточно активный образ жизни, в том плане, что периодически то выползают на поверхность ледника, то прячутся в его глубинах.
Ледники не такие безжизненные, как может показаться на первый взгляд — в них живет множество организмов, наиболее приметными среди которых являются ледяные черви
Некоторые ученые считают самыми загадочными существам на планете корабельных червей. Но ледяные черви в этом их даже обошли. Ведь они научились прекрасно выживать среди снега и льда, причем наиболее активными становятся при температуре замерзания воды. А когда температура окружающей среды повышается до +5 градусов по Цельсию, эти беспозвоночные погибают. Большинство земных существ неспособным выживать в таких условиях без какой-либо тепловой изоляции, покрывающей тело. Но как же это удается ледяным червям?
Днем на поверхность ледников выползают колонии ледяных червей
Этот вопрос заинтересовал ученых Ратгерского университета во главе с профессор кафедры зоологии и биологии Дэниелем Х. Шайном. По их мнению, понимание этих биологических чудаков весьма актуально для людей, причем изучение не терпит промедления. Черви исчезают вместе с ледниками, и, вполне возможно, скоро они вообще исчезнут. Если ученым удастся выяснить, как черви переносят такие экстремальные условия, это поможет им понять пределы жизни на Земле и за ее пределами.
Ученые Ратгерсккого университета заметили, что их энергетический уровень повышается по мере того, как они охлаждаются. По одной из версий, такой способностью червей наделяет особая молекула, известная как АТФ (аденозинтрифосфат). Это ключевая молекула в энергетических процессах любого живого организма. Она производится с использованием сложного фермента, называемого АТФ-синтазой, который практически идентичен у всех известных организмов.
У ледяных червей имеется особый генетический механизм, который создает АТФ-синтазу Как говорит Дэниел Х. Шайн, это дополнительный бит в ДНК, благодаря которому ускоряется производство АТФ.
Большинство других организмов, живущих на Земле, в таких условиях погибли, но только не ледяные черви
По словам Шайна, эволюцию сложно объяснить, но вполне возможно, что черви позаимствовали часть генетического материала у высокогорных грибов. Если это так, то эта “генетическая кража” особенно необычна, потому что “украденная” ДНК обычно не включается в митохондрии, где производится АТФ.
Но на этом особенности ледяных червей не заканчиваются. Помимо генетического дополнения, у них имеется измененный клеточный «термостат», который позволяет производить АТФ при низких температурах. Эти два изменения в совокупности означают, что у ледяных червей гораздо более высокая клеточная концентрация АТФ, чем у большинства существ.
Кроме того, ученые планируют изучить другую теорию, согласно которой черви полны меланина, то есть того же пигмента, который помогает защитить кожу человека от ультрафиолетового излучения. Но, в отличие от людей, у ледяных червей меланин находится по всему телу: в мозге, кишечнике, мышцах. Некоторые исследования показывают, что в определенных ситуациях меланин может извлекать энергию из солнечной радиации. Ученые предполагают, что этот процесс может происходить и у ледяных червей. В настоящий момент они эта версия проверяется.
Розовые зяблики поедают ледяных червей в больших количествах
Наблюдая за ними, профессор Хоталинг и его коллеги обнаружили пять видов птиц, которые питаются ледяными червями. По словам Хоталинга, эти беспозвоночные являются жизненно важным источником пищи в таких местах, как гора Рейнир, где розовые зяблики ловят их в больших количествах и кормят ими своих детенышей.
Вполне возможно, что птицы и помогают червям перемещаться от ледника к леднику. Ученые предполагают, что черви могут прилипать к оперению или лапам птиц. Возможно, некоторые из них выживают, проходя через кишечник птицы.
Но, пока это все только теории. Исследователи раскрыть все секреты этих существ. Однако времени на разгадку осталось мало. Некоторые из ледников, в которых раньше жили черви, например, ледники Лайалла и Льюиса в северных каскадах Вашингтона, уже исчезли. Другие резко уменьшаются в размерах. Так ледник Нисквалли на южной стороне горы Рейнир, где обитают ледяные черви, уменьшается в диаметре примерно на 90 сантиметров каждые 10 дней. То есть ситуация на севере примерно такая же, как и на юге с ледниками Антарктиды, которые постепенно уменьшаются, так как быстро и откалываются, превращаясь в гигантские айсберги.
Их можно обнаружить в ледниках северо-запада Тихого океана, а также в Британской Колумбии и на Аляске. Они так и называются “ледяными червями” (Mesenchytraeus solifugus) и являются далекими родственниками известных всем дождевых червей. Размер этих беспозвоночных сравнительно небольшой — их длина достигает ~ 130 мм, а диаметр сравним с зубной нитью. Черви ведут достаточно активный образ жизни, в том плане, что периодически то выползают на поверхность ледника, то прячутся в его глубинах.
Ледники не такие безжизненные, как может показаться на первый взгляд — в них живет множество организмов, наиболее приметными среди которых являются ледяные черви
Как живут черви в ледниках
Ледяные черви живут колониями. Летним днем и вечером огромное их количество появляется на поверхности ледников в поисках пропитания. Они поедают водоросли и детрит (продукт распада тканей, то есть останки беспозвоночных животных). Ближе к утру прячутся в лед для «ночлега». А зимой они уходят глубоко внутрь ледника, где находятся до наступления весны.Некоторые ученые считают самыми загадочными существам на планете корабельных червей. Но ледяные черви в этом их даже обошли. Ведь они научились прекрасно выживать среди снега и льда, причем наиболее активными становятся при температуре замерзания воды. А когда температура окружающей среды повышается до +5 градусов по Цельсию, эти беспозвоночные погибают. Большинство земных существ неспособным выживать в таких условиях без какой-либо тепловой изоляции, покрывающей тело. Но как же это удается ледяным червям?
Днем на поверхность ледников выползают колонии ледяных червей
Этот вопрос заинтересовал ученых Ратгерского университета во главе с профессор кафедры зоологии и биологии Дэниелем Х. Шайном. По их мнению, понимание этих биологических чудаков весьма актуально для людей, причем изучение не терпит промедления. Черви исчезают вместе с ледниками, и, вполне возможно, скоро они вообще исчезнут. Если ученым удастся выяснить, как черви переносят такие экстремальные условия, это поможет им понять пределы жизни на Земле и за ее пределами.
В чем секрет ледяных червей
По законам биологии, когда температура падает, реакции тела замедляются, а уровень энергии падает. Теплокровные животные сжигают больше энергии, чтобы поддерживать относительно постоянную температуру, а хладнокровные существа становятся вялыми и даже впадают в спячку. Но только не ледяные черви.Ученые Ратгерсккого университета заметили, что их энергетический уровень повышается по мере того, как они охлаждаются. По одной из версий, такой способностью червей наделяет особая молекула, известная как АТФ (аденозинтрифосфат). Это ключевая молекула в энергетических процессах любого живого организма. Она производится с использованием сложного фермента, называемого АТФ-синтазой, который практически идентичен у всех известных организмов.
У ледяных червей имеется особый генетический механизм, который создает АТФ-синтазу Как говорит Дэниел Х. Шайн, это дополнительный бит в ДНК, благодаря которому ускоряется производство АТФ.
Большинство других организмов, живущих на Земле, в таких условиях погибли, но только не ледяные черви
По словам Шайна, эволюцию сложно объяснить, но вполне возможно, что черви позаимствовали часть генетического материала у высокогорных грибов. Если это так, то эта “генетическая кража” особенно необычна, потому что “украденная” ДНК обычно не включается в митохондрии, где производится АТФ.
Но на этом особенности ледяных червей не заканчиваются. Помимо генетического дополнения, у них имеется измененный клеточный «термостат», который позволяет производить АТФ при низких температурах. Эти два изменения в совокупности означают, что у ледяных червей гораздо более высокая клеточная концентрация АТФ, чем у большинства существ.
Кроме того, ученые планируют изучить другую теорию, согласно которой черви полны меланина, то есть того же пигмента, который помогает защитить кожу человека от ультрафиолетового излучения. Но, в отличие от людей, у ледяных червей меланин находится по всему телу: в мозге, кишечнике, мышцах. Некоторые исследования показывают, что в определенных ситуациях меланин может извлекать энергию из солнечной радиации. Ученые предполагают, что этот процесс может происходить и у ледяных червей. В настоящий момент они эта версия проверяется.
Как ледяные черви заселяют ледники
Способность вырабатывать энергию при низкой температуре — это не единственная загадка, связанная с ледяными червями. Ученых также интересует как они перемещаются от ледника к леднику. Чтобы ответить на этот вопрос, следует понимать, что эти беспозвоночные организмы являются частью экосистемы, о которой ученым пока мало что известно.Розовые зяблики поедают ледяных червей в больших количествах
Наблюдая за ними, профессор Хоталинг и его коллеги обнаружили пять видов птиц, которые питаются ледяными червями. По словам Хоталинга, эти беспозвоночные являются жизненно важным источником пищи в таких местах, как гора Рейнир, где розовые зяблики ловят их в больших количествах и кормят ими своих детенышей.
Вполне возможно, что птицы и помогают червям перемещаться от ледника к леднику. Ученые предполагают, что черви могут прилипать к оперению или лапам птиц. Возможно, некоторые из них выживают, проходя через кишечник птицы.
Но, пока это все только теории. Исследователи раскрыть все секреты этих существ. Однако времени на разгадку осталось мало. Некоторые из ледников, в которых раньше жили черви, например, ледники Лайалла и Льюиса в северных каскадах Вашингтона, уже исчезли. Другие резко уменьшаются в размерах. Так ледник Нисквалли на южной стороне горы Рейнир, где обитают ледяные черви, уменьшается в диаметре примерно на 90 сантиметров каждые 10 дней. То есть ситуация на севере примерно такая же, как и на юге с ледниками Антарктиды, которые постепенно уменьшаются, так как быстро и откалываются, превращаясь в гигантские айсберги.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.
