Stellen Sie sich vor, der häufigste Regenwurm wurde lang und dick wie eine Barriere und begann in einer Röhre zu leben, die er selbst baut und aus der nur seine zahlreichen Tentakel herausragen. Er kriecht nie aus seiner Pfeife und lässt sich auf den Überresten von Wirbeltierknochen, verrottenden Schiffswracks oder in der Nähe von Schwefelwasserstoffquellen nieder. Es ist schwer, sich einen solchen Regenwurm vorzustellen, der weit davon entfernt ist, zu sein, oder? Aber solche Organismen existieren in der Natur, und ihr Name ist vestimentifera.
Vestimentifera Riftia pachyptila ohne Röhre
Vestimentifer-Würmer gehören zusammen mit ihren Artgenossen, Pogonophoren, Zimmerleuten und Holzwürmern zur Familie der Zybogliniden (wir verstehen, dass die Namen dieser Würmer nicht jedermanns Sache sind). Alle diese Gruppen von Würmern sind sessile Ringelwürmer und stammen von demselben Vorfahren wie der Regenwurm ab. Nur die Evolution hat den Regenwurm in den Boden getrieben und die Zybogliniden geschickt, um Tiefsee-Lebensräume zu erkunden. Wie bereits erwähnt, siedeln sich einige Vestimentiferen in der Nähe von Hydrothermalquellen an, und die Bedingungen dort sind für normale aerobe Organismen alles andere als himmlisch. Im Allgemeinen kann Vestimentifera als Beispiel für evolutionäres Herunterschalten unter Würmern angesehen werden.
Lassen Sie uns etwas mehr über die Situation in der Nähe von hydrothermalen Quellen erzählen, die als die Wiege des Lebens auf der Erde gelten. Die Temperatur dort hängt von der Aktivität der Quelle ab und kann im Bereich von +2 bis +30 Grad Celsius schwanken, die Reaktion des Mediums ist sauer (pH kann auf 4, 4 absinken), die chemische Zusammensetzung variiert stark, die Konzentration von Schwefelwasserstoff und Sulfiden übertrifft die für den Menschen zulässige Norm um das 100-fache … Es ist kalt, dann heiß, sauer und für die meisten aeroben Organismen extrem giftig (Schwefelwasserstoff blockiert das letzte Enzym der Atmungskette). Aber unsere Helden, Vestimentife-Würmer, haben sich erfolgreich an die Verbindung zu Schwefelwasserstoffquellen angepasst und profitieren sogar von der giftigen Umgebung.
Beachten Sie, dass sich nicht alle Vestimentiferen in der Nähe von Hydrothermalquellen ansiedeln, sondern nur einige Vertreter, wie Riftia (Riftia pachyptila) und Ridgeia (Ridgeia piscesae), von ihnen angezogen werden. Diese Würmer haben den Darm losgeworden, und fast das gesamte Lumen ihres Zöloms ist von einem speziellen Organ besetzt - dem Trophosom. Symbiotische chemoautotrophe Bakterien leben direkt in den Zellen dieses Organs. Solche Bakterien verwenden Hydrogensulfid-Ionen (HS-) als Oxidationsquelle, bei der Oxidation freigesetzte Elektronen gelangen in die Elektronentransportkette und letztendlich wird ATP gebildet - die universelle Energiewährung der Lebewesen (zumindest auf der Erde).
Die gesamte Ernährung unserer Vestimentifera basiert auf Symbiose mit chemoautotrophen Bakterien: Würmer versorgen die Symbionten mit Lebensraum, versorgen sie mit Sulfid und erhalten im Gegenzug fertige organische Substanz in Form von Succinat und Glutamat. Es stellt sich die Frage: Wie transportieren Sie giftige Sulfide durch Ihren Körper, um Bakterien zu "füttern"? In diesem Fall haben Riftia und Ridge das Hämoglobin verändert. Die Enzymketten dieser Würmer sind mit Cysteinresten ausgestattet, die an Schwefelwasserstoff binden und ihn durch den Körper transportieren können (sie haben keine Probleme mit der Sauerstoffübertragung).
Elektronenbeugungsmuster, aufgenommen mit einem Transmissionselektronenmikroskop, Riftia-Troposomenbakterien
Darüber hinaus haben wir kürzlich am Institut für Zoologie der Wirbellosen der Biologischen Fakultät der Moskauer Staatlichen Universität das Kreislaufsystem der Rifthia, des Rekordriesen unter den Vestimentiferen, untersucht und eine Reihe von charakteristischen Merkmalen identifiziert, die für andere Anneliden nicht charakteristisch sind. Die Rifthia hat ein gut entwickeltes Lakunarsystem, das die Hauptorgansysteme (einschließlich des Trophosoms, in dem Symbiontenbakterien leben) entwässert, die Hauptgefäße, durch die das Blut zum oberen Ende des Körpers des Wurms gedrückt wird, sind zusätzlich mit einer Muskelschicht ausgekleidet Gewebe.
Darüber hinaus sind in der Tentakelzone des Rifts zwei Gefäßsysteme verbunden, wodurch Blut sowohl entlang der basalen als auch der axialen Gefäße zu den Tentakeln fließt. Das zusätzliche Gefäßsystem ermöglichte es der Rifta, bis zu 400 Lamellenpaare mit Tentakel zu erwerben (bei anderen Vestimentiferen beträgt ihre Anzahl nicht mehr als 70).
Zirkulation der Blutversorgung der Vestimentiferen der Rifta
So ermöglichten das veränderte Hämoglobin und das verbesserte Kreislaufsystem den Verwandten der Regenwürmer, gegen ein starkes Gift resistent zu werden, vollständig auf symbiotische Ernährung umzustellen und eine Nische mit wenig Nutzen für das Leben zu meistern.
Literatur
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