В глубинах Южно-Китайского моря учёные обнаружили моллюска, который, возможно, выращивает бактерий внутри собственных клеток, чтобы получать от них питательные вещества. Для этого у него есть необычные структуры, состоящие из десятков мембранных слоёв и заполненные сотнями микроорганизмов. Ничего подобного у других животных исследователи прежде не находили.
Необычная находка принадлежит виду Chaetoderma shenloong — редкому червеобразному моллюску, впервые обнаруженному в 2024 году. Он проводит большую часть жизни, зарывшись в донный ил неподалёку от мест выхода метана. Солнечный свет сюда не проникает, а кислорода в осадочных породах крайне мало.
Изучая пищеварительную железу моллюска, исследователи из Китая и Японии обнаружили внутри её клеток множество ранее неизвестных образований. Их назвали «драконьими шарами» — в честь знаменитой японской манги «Драконий жемчуг».
Под электронным микроскопом выяснилось, что каждый такой шар окружён более чем 20 слоями мембран, а внутри находятся сотни бактерий. Анализ ДНК показал, что все они принадлежат к одному виду микроорганизмов, способных окислять серу.
Эта особенность особенно важна для жизни на больших глубинах. В отличие от растений, использующих энергию солнечного света, такие бактерии получают энергию за счёт химических реакций и с её помощью производят органические вещества. Этот процесс называется хемосинтезом.
Учёным давно известно, что некоторые обитатели глубоководных гидротермальных источников и мест выхода метана обеспечивают себя питанием благодаря подобным бактериям. Микроорганизмы живут внутри специализированных клеток животных, а те получают необходимые вещества.
Однако у Chaetoderma shenloong обнаружилась дополнительная особенность. Бактерии находятся не просто внутри клеток, а заключены в отдельные многослойные структуры. Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, предполагают, что это первый известный пример специализированных клеточных органелл, предназначенных для хемосинтеза.
Но зачем моллюску понадобилась такая сложная система?
Одна из гипотез заключается в том, что «драконьи шары» работают как своеобразные бактериальные фермы. Моллюск может выращивать внутри них полезные микроорганизмы, а затем разрушать часть окружающих мембран и высвобождать бактерий в клетку, где они перевариваются и становятся источником питательных веществ.
В пользу этой версии говорит отсутствие внутри «драконьих шаров» лизосом — клеточных структур, отвечающих за расщепление различных веществ. Возможно, переваривание бактерий происходит только после их выхода за пределы многослойной оболочки.
Есть и другое объяснение. Поскольку моллюск обитает в среде с крайне низким содержанием кислорода, изоляция бактерий может помогать ограничивать его потребление микроорганизмами. Благодаря этому больше кислорода остаётся доступным самому животному.
Пока обе гипотезы остаются неподтверждёнными. Исследователи изучали собранные образцы, но не располагали живыми моллюсками для экспериментов, которые позволили бы непосредственно проверить работу необычных структур.
Дополнительным результатом исследования стало расширение известного ареала вида. Помимо мест находок в Южно-Китайском море, одного моллюска случайно обнаружили возле грязевого вулкана у побережья Японии.
Редкость этих животных затрудняет дальнейшие исследования. Тем не менее открытие показывает, насколько необычными могут быть способы приспособления к жизни в глубоководных осадочных породах. Даже среди уже известных форм симбиоза животных и бактерий, как выяснилось, могут скрываться клеточные структуры, совершенно новые для науки.
