Губки перерабатывают углерод, давая жизнь коралловым рифам

Коралловые рифы существуют в "морской пустыне", но поддерживают одни из самых разнообразных экосистем планеты. Как рифам удаётся поддерживать процветающие популяции?

Морской биолог Флёр ван Дёйл из Королевского Нидерландского института морских исследований изучает энергетический баланс, позволяющий рифам выживать в бедной среде.

Как обнаружил её бывший студент Яспер де Гой, губки Halisarca caerulea, обитающие в тёмных полостях под рифами, на 90% питаются растворённым органическим углеродом, который не усваивается большинством других обитателей рифа. Измерения показали, что эти ярко окрашенные губки потребляют углерод в количестве до половины собственного веса в день, но при этом не растут.

Куда же девается углерод? Чтобы подтвердить свои измерения, де Гой должен был найти ответ. 13 ноября 2009 года в The Journal of Experimental Biology он опубликовал открытие: губки обладают одной из самых высоких скоростей деления клеток, а вместо роста они отбрасывают клетки. По сути, губки перерабатывают углерод, который в противном случае был бы потерян для рифа.

Работая со студенткой Анной де Клёйвер на Нидерландских Антильских островах, де Гой собирал губки и помещал их в камеры с 5-бром-2′-дезоксиуридином (BrdU). Эта молекула включается только в ДНК делящихся клеток. Однако в Нидерландах у учёного возникли проблемы с обнаружением метки BrdU.

С помощью биохимика Берта Шютте из Маастрихта, разработавшего систему детекции BrdU для терапии рака, де Гой смог обнаружить метку в клетках губок в лаборатории патологии Джека Клёйтенса. Оказалось, что делилась половина хоаноцитов (фильтрующих клеток) губки, а их цикл деления составлял феноменально короткие 5,4 часа — быстрее, чем делятся большинство бактерий.

Губка действительно поглощала огромное количество углерода, но не росла. При этом признаков гибели клеток не было. На совещании в отделении патологии прозвучала аналогия с кишечником человека, где старые клетки слущиваются с эпителия. Пересмотрев образцы, де Гой понял, что хоаноциты массово слущиваются. Тогда он вспомнил и о маленьких коричневых кучках, которые каждое утро находил рядом с губками в аквариуме.

Губки сбрасывали вновь образованные клетки, которые теперь могли потреблять другие обитатели рифа. Как объясняет де Гой, Halisarca caerulea выступает великим переработчиком энергии для рифа, превращая энергию, которую больше никто не может использовать [растворённый органический углерод], в энергию, доступную всем [отбрасываемые хоаноциты].