Разнообразное сообщество костяных червей
Это звучит как классическая история ужасов — лишённые глаз и рта черви прячутся в темноте, оседают на мёртвых животных и выпускают зелёные «корни», чтобы пожирать их кости. На самом деле такие черви существуют в глубоком море. Их впервые обнаружили в 2002 году исследователи из Института океанографии залива Монтерей, изучавшие каньон Монтерей с помощью роботизированной подводной лодки. Но на этом история не закончилась. После «посадки» нескольких мёртвых китов на морское дно команда биологов недавно объявила, что только в заливе Монтерей может обитать до 15 различных видов костяных червей.
После многолетних исследований учёные начали складывать воедино причудливую историю костяных червей, относящихся к роду Osedax. Черви начинают жизнь как микроскопические личинки, дрейфующие в темноте глубокого моря. В какой-то момент они натыкаются на крупное мёртвое животное на дне. Это может быть кит, морской слон или даже туша коровы, вынесенная в море во время шторма. Следуя химическим сигналам, крошечные личинки оседают на костях мёртвого животного.
Осев, костяные черви быстро растут, как сорняки после дождя. Один конец каждого червя развивает перистые щупальца (пальпы), которые извлекают кислород из морской воды. Другой конец червя развивает похожие на корни придатки, которые врастают в кость. Считается, что бактерии внутри этих корней переваривают белки и, возможно, липиды внутри костей, обеспечивая питание червям.
Вскоре черви достигают половой зрелости. Как ни странно, все они становятся самками. Дополнительные микроскопические личинки продолжают оседать в этом районе. Некоторые из этих личинок попадают на пальпы самок. Они развиваются в самцов. Но они никогда не вырастают достаточно большими, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом. Каким-то образом эти микроскопические самцы находят путь в трубку, окружающую тело самки. Десятки из них делят это пространство, вообще не питаясь, но выпуская сперму, которая оплодотворяет яйца самки. В конце концов самка выпускает тысячи оплодотворённых яиц в окружающую воду, и цикл начинается снова.
Доктор Роберт Врийенхек, эволюционный биолог из MBARI, был очарован этими червями с тех пор, как он и его коллеги впервые обнаружили их необычный образ жизни и причудливые репродуктивные привычки. Врийенхек пытался выяснить, насколько широко они распространены и генетически разнообразны. Он также хотел бы понять, как им удаётся находить и заселять кости мёртвых китов на обширном, абсолютно тёмном пространстве глубоководного дна.
В период с 2004 по 2008 год исследовательская группа Врийенхека отбуксировала пять мёртвых китов с пляжей залива Монтерей и затопила их на разных глубинах в каньоне Монтерей. Каждые несколько месяцев соавтор Шэннон Джонсон и другие члены команды отправляли один из дистанционно управляемых аппаратов (ROV) MBARI для изучения червей и других животных, заселивших туши китов.
К их удивлению, разные туши китов дали разные типы костяных червей. На одном китовом carcasse обитало три или четыре разных типа червей. После изучения всех червей соавтор Грег Раус пришёл к выводу, что большинство из них совершенно новые для науки. Исследователи также обнаружили, что черви заселяют коровьи кости, помещённые на морское дно, что показало, что черви не ограничиваются питанием мёртвыми китами.
В своей недавней статье в журнале BMC Biology Врийенхек и его соавторы описывают результаты обширного анализа ДНК всех различных типов червей Osedax, обнаруженных на сегодняшний день (включая два вида, найденные у берегов Швеции и Японии). Эта работа предполагает, что эти черви могут принадлежать к 17 различным видам, большинство из которых ещё предстоит назвать. Ни один из червей, по-видимому, не скрещивается, несмотря на то, что некоторые из них растут бок о бок.
Основываясь на их внешнем виде и сходстве в ДНК, исследователи разделили костяных червей на несколько групп. У некоторых червей есть перистые пальпы, которые могут быть красного, розового, полосатого или даже зеленоватого цвета. У других пальпы голые. У одного типа костяного червя вообще нет пальп. Его тело образует единственную длинную сужающуюся трубку, которая закручивается на конце, как свиной хвост. Этот червь эволюционировал, чтобы жить в донных отложениях возле мёртвого кита. Он посылает длинные волокнистые «корни» в ил, предположительно в поисках фрагментов костей для питания.
Зная, как быстро ДНК этих червей изменяется (мутирует) с течением времени, исследователи могут рассчитать, сколько времени прошло с тех пор, как черви рода Osedax впервые эволюционировали как отдельная группа. Используя одну из возможных оценок скорости мутаций, исследователи предположили, что эта группа могла эволюционировать около 45 миллионов лет назад — примерно в то время, когда первые крупные киты открытого океана появляются в летописи окаменелостей. В качестве альтернативы, черви могли эволюционировать медленнее, что предполагает, что род намного старше и впервые появился около 130 миллионов лет назад. Если эта вторая оценка верна, черви могли пировать на костях огромных морских рептилий во времена динозавров.
В конце концов исследователи дадут всем этим новым червям их собственные видовые названия. Однако сначала они должны собрать достаточное количество образцов каждого возможного вида для дополнительного лабораторного анализа и распределения по коллекциям типовых образцов. Как классическая история ужасов, мрачная сага о костяных червях будет продолжать волновать морских биологов в течение многих лет.