Морской червь питается угарным газом и сероводородом с помощью симбиотических бактерий

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что морской червь Olavius algarvensis, обитающий в бедных пищей песчаных отложениях у побережья Эльбы, выживает благодаря питанию токсичными веществами — угарным газом (CO) и сероводородом (H₂S).

Ключевую роль играют миллионы симбиотических бактерий, живущих под кожей червя. Они используют энергию CO и H₂S для фиксации углекислого газа (CO₂) в углеводы, производя пищу для хозяина. Этот процесс аналогичен фотосинтезу, но вместо солнечного света используется химическая энергия.

Уникальные адаптации червя:

• В ходе эволюции червь полностью утратил пищеварительную систему (рот и кишечник) и питается исключительно за счёт симбионтов.
• Симбиотические бактерии также могут усваивать водород и органические вещества из среды даже в микроконцентрациях.
• Черви способны рециклировать собственные отходы жизнедеятельности с помощью бактерий, что позволило им редуцировать не только пищеварительную, но и выделительную систему — случай, уникальный для морских животных.

Методы исследования: Учёные применили комбинацию современных методов — метапротеомики и метаболомики, что позволило проанализировать тысячи белков и метаболитов. Метапротеомный анализ, потребовавший разделения клеток хозяина и симбионтов, дал прямое представление об их метаболизме и взаимодействии.

Неожиданные открытия:

• Обнаружены большие количества белков, позволяющих использовать токсичный CO.
• В песчаных отложениях Эльбы зафиксированы необычно высокие концентрации CO.

Исследование подчёркивает важность эволюционной адаптации и дополнения метагеномных данных протеомными и метаболомными анализами. Эта симбиотическая система служит моделью для понимания других сложных симбиозов, включая микробиом кишечника человека.