Хелен Скейлс – Сверкающая бездна. Какие тайны скрывает океан и что угрожает его глубоководным обитателям (страница 10)
Доподлинно неизвестно, как костоядные черви перемещаются в морских глубинах и как находят пищу. Но одно мы знаем точно: когда личинки оседакса находят кость, время играет решающую роль.
Те, что прибывают первыми и захватывают участок обглоданной кости, превращаются в самок; они растут, пускают корни, вгрызаются в кость, начинают питаться, откладывают яйца и ждут, когда их найдут самцы. Личинки, прибывшие позже и обнаруживающие полностью занятую кость, скорее всего, обоснуются на теле самок, которые их опередили. Эти опоздавшие становятся самцами. Их рост останавливается, они заползают внутрь трубки самки, зацепляются за нее своими щетинками и устраиваются там вместе с другими мужскими особями. Самцы больше никогда не выйдут наружу; они проживут свою короткую жизнь, не питаясь, а просто истощая желток, данный им матерью, и преобразуя энергию в сперму. Когда весь желток израсходуется, самцы умирают.
У других глубоководных существ в ходе эволюции тоже появились карликовые самцы. Обычно это происходит, когда пищи мало и сложно найти партнера. Например, у рыб-удильщиков самцы размером с мизинец прикрепляются к самкам величиной с футбольный мяч. Это ограничивает количество молоди, которую может произвести самец, поскольку он лишается способности оплодотворить яйца других самок. Но наградой за верность одному партнеру является гарантия хоть какого-то потомства, иначе его ждало бы гораздо более рискованное скитание по глубинам в смутной надежде встретить самку.
Выжить на костной диете – задача не из легких. Сначала оседаксы выделяют кислоту из своих зеленых корней, которая размягчает кости. Затем корни вырабатывают фермент, способствующий перевариванию белковой матрицы костей, состоящей из коллагена. Таким образом черви обеспечивают себя основным питанием.
Когда Шана Гоффреди, ныне профессор Оксидентал-колледжа в Лос-Анджелесе, впервые исследовала оседаксов, найденных на туше кита Руби, она сразу заподозрила, что внутри зеленых корней может происходить что-то еще. Гоффреди специализируется на симбионтах – организмах, живущих в тесной связи друг с другом; зачастую это животные, внутри которых живут одноклеточные микробы. Она выяснила, что намеком на симбиотические отношения может служить тот факт, что у животного нет очевидного способа прокормиться. В отсутствие рта и пищеварительного тракта оседаксы определенно подходили под этот критерий. Еще один признак симбиотического животного – необычная ткань тела, которая может служить хранилищем для микробов. И разумеется, когда Гоффреди заглянула внутрь странных зеленых корней, она обнаружила, что они наполнены бактериями.
Однако прошло больше пятнадцати лет, но ученые так до конца и не поняли, какую именно роль эти бактерии играют в жизни червей-оседаксов. Вполне возможно, что они обеспечивают жизненно важными питательными веществами, которых не хватает в рационе, состоящем из костей. Для разных животных симбиотические микроорганизмы служат встроенным источником витаминов. Тля, например, получает много углеводов из сока, который она высасывает из растений, но недостаточно белка, две ключевые аминокислоты она получает из бактерий, находящихся в ее брюшной полости. Гоффреди считает, что бактерии могут обеспечивать оседаксов недостающей аминокислотой – триптофаном, помогая этим червям получать полноценное сбалансированное питание.
Пристрастие оседакса к костям помогло пролить свет на вопрос, кто был в начале – червь или кит.
Первые позвоночные животные (в широком смысле – рыбы) развивались в воде; они дышали ею, плавали, растили свое потомство. Впоследствии некоторые из них покинули водную стихию и дали начало всем позвоночным, которые сегодня летают, прыгают, бегают и ползают по суше: амфибиям, рептилиям, птицам и млекопитающим. Затем, около пятидесяти миллионов лет назад, одна группа млекопитающих, изначально похожих на крупных волков с копытами, ступила на эволюционный путь, ведущий прямо туда, откуда пришли их предки. В течение последующих десяти миллионов лет эта линия млекопитающих все более приспосабливалась к жизни в воде: некоторые виды заимели перепончатые лапы, как у выдры, и плавали в мелких прибрежных морях; более поздние виды потеряли задние лапы, развили ласты и плавники и ушли в открытые воды. Их уши преобразились, чтобы слышать под водой, а ноздри переместились на верхнюю часть черепа и стали дыхательными отверстиями. Один из величайших поворотов эволюции привел к тому, что эти позвоночные вернулись в воду, положив начало эре китов.
Возможно, оседаксы возникли примерно в то же время в ответ на появление на морском дне большого количества крупных скелетов. Эту теорию подтверждает и генетическое исследование, проведенное Бобом Вриенхуком с коллегами. Сравнив последовательности ДНК оседакса и других червей, команда создала молекулярные часы – виртуальный хронометр, который отматывает время назад и указывает, когда виды могли разделиться. «Калибровка молекулярных часов – невероятно сложная задача», – говорит Вриенхук. Без окаменелостей, которые помогли бы установить даты на ветвях эволюционного древа, трудно определить, насколько точны эти часы.
По одной из версий молекулярных часов род оседакс зародился примерно сорок пять миллионов лет назад, то есть вскоре после появления первых китов. Гипотеза «сначала киты, потом черви» звучит заманчиво, но на самом деле история появления костоядных червей не так проста, и время по часам, откалиброванным с использованием других видов животных, шло гораздо медленнее[25]. Вторая версия молекулярных часов работает более чем на восемьдесят миллионов лет дольше, что отодвигает происхождение рода оседакс к меловому периоду. Это доказывает вероятность того, что оседаксы уже существовали к моменту появления китов, а значит, они должны были питаться костями других, более древних гигантских позвоночных.
Палеонтологи не надеялись отыскать окаменелости мягких червей-оседаксов, однако у них был шанс найти характерные отверстия, оставленные этими червями, в музейных коллекциях старых костей. Многообещающими показались останки плезиозавра – вымершей океанической рептилии, похожей на лохнесское чудовище, – с длинной шеей, маленькой головой и четырьмя ластами вместо плавников. В 2015 году плечевую кость плезиозавра возрастом сто миллионов лет поместили в компьютерный томограф – аппарат, чаще используемый в лечебных учреждениях для получения трехмерных изображений внутренних органов. И действительно, на снимках в мельчайших деталях были видны характерные отверстия, оставленные оседаксами на поверхности древней кости, а также шероховатые полости внутри нее, соответствующие тем, которые образуются из-за кислотных выделений червей. Маловероятно, что оседаксы могли колонизировать костные окаменелости, так как в них не остается коллагена для их питания. Эти отверстия, скорее всего, были сделаны вскоре после того, как тело мертвого плезиозавра погрузилось на дно.
Тайна происхождения костоядных червей теперь раскрыта. Чтобы расшифровать этот древний, содержащийся в костях секрет, потребовалось предсказание, основанное на передовых генетических инструментах в сочетании с новейшей технологией сканирования. Как оказалось, правильное эволюционное время показывают «медленно идущие» молекулярные часы. Когда в природе появились киты, оседаксы уже поджидали их там. И в завершение этой истории нельзя не сказать о том, что ученые называют «эффектом оседакса». Несмотря на то что размер отдельного червя не более четырех сантиметров, их множество, и за время своего существования, исчисляемого миллионами лет, они оставили пусть и не столь заметный, но неизгладимый след в летописи окаменелостей. Черви не только прогрызали дыры в древних костях, они разрушали целые скелеты, сокращая количество костей, которые могли подвергнуться и без того маловероятному процессу захоронения и окаменения. Сегодня в залах музеев естественной истории, возможно, было бы выставлено гораздо больше скелетов древних морских животных, если бы не полчища червей, питающихся костями.
На экранах мониторов судна «Пеликан», путешествующего по Мексиканскому заливу, появился необычный глубоководный гость. Я пересекла заднюю палубу и вошла в пункт управления спускаемым аппаратом – центр управления деятельностью на морском дне. Внутри было прохладно, темно и немного влажно после долгого рабочего дня. Из стереосистемы доносилась песня More Than a Feeling группы Boston. Двое операторов – Трэвис Колбе и Джейсон Трипп – сидели в эргономичных офисных креслах перед шестью мониторами. Позади них Крейг МакКлейн и Клифтон Наннелли давали указания. Колбе повернул рычаг на пульте управления, и в двух тысячах метров под поверхностью воды синхронно задвигалась шарнирная рука робота.
На экранах появилось чешуйчатое тело, подвешенное на веревках. «Вывожу аллигатора на прогулку», – сказал Трипп, который контролировал положение субмарины с помощью второго пульта. Мертвый двухметровый аллигатор лег брюхом на морское дно, а веревка, прикрепленная к 18-килограммовому металлическому грузу, зафиксировала его на месте.
Несколькими днями ранее, когда наша судовая повариха наткнулась на трех мертвых аллигаторов в морозильной камере «Пеликана», в которой находился двухнедельный запас провизии, она глубоко вздохнула и произнесла: «Как я люблю науку!» Мы захватили туши аллигаторов, чтобы выяснить, что с ними происходит на морском дне. Во время ураганов и наводнений в дельте Миссисипи аллигаторы часто тонут и их уносит бурным потоком, как ветки и стволы деревьев, а потом их часто находят за много миль от берега. МакКлейн и Наннелли хотели выяснить судьбу мертвых рептилий и узнать, собирается ли на их больших телах какая-нибудь особая свита падальщиков и пожирателей костей. Американские аллигаторы[26], а также кайманы, гребнистые крокодилы и другие рептилии, обитающие в прибрежных районах, умирая, доставляют на глубину значительные порции углерода. Кроме того, они – ближайшие живые родственники ихтиозавров, плезиозавров и мозазавров – гигантских морских рептилий, которые когда-то бороздили океанские воды, и поэтому у ученых есть возможность заглянуть в экосистемы древней бездны.