Паукообразные существа, обитающие на дне океана, куда практически не проникает солнечный свет, выработали уникальную стратегию выживания. Вместо охоты или поиска падали они научились сотрудничать с бактериями, которые обеспечивают морских пауков необходимой для жизни энергией. Ничего ранее у морских членистоногих ученые не наблюдали.
Морские пауки (Pycnogonida) — не совсем те пауки, которых мы обычно видим по телевизору или на даче. Хотя у них восемь ног, по своей морфологии они значительно отличаются от привычных паукообразных. Морские пауки не умеют плести паутину, а вместо челюстей у них длинный хоботок для втягивания сока из губок. Но главное отличие — эти существа живут в воде, обитают на дне океана, на глубинах до семи тысяч метров.
В такие места практически не проникает солнечный свет, поэтому жизнь там строится не на фотосинтезе, а на химическом обмене — хемосинтезе, когда энергия берется из химических реакций. В результате в этих местах появились целые сообщества микроорганизмов, не зависящих от солнца. Например, метанотрофы — бактерии, способные «переваривать» метан. Возникающая во время этой «переработки» энергия идет на рост и деление бактерий.
Известно, что некоторые обитатели здешних мест живут в симбиозе с метанотрофами: получают от них питательные вещества, а взамен предоставляют доступ к необходимым химическим элементам или переносят на новое место жительство. Ранее тесный союз с бактериями наблюдали у трубчатых червей и моллюсков. Теперь список пополнили несколько видов морских пауков.
Команда американских морских биологов под руководством Шаны Гоффреди (Shana Goffredi) из Оксидентал-колледжа в Лос-Анджелесе обследовала несколько участков на дне Тихого океана, у берегов Южной Калифорнии и Аляски. Ученые открыли три новых вида морских пауков рода Sericosura, которые встречались только вблизи метановых сипов.
Другие их сородичи обычно живут в более спокойных местах, вдали от выбросов природного газа, и питаются мелкими беспозвоночными. Представители новых видов перешли на другой рацион. Они едят похожие на метанотрофы бактерии, которые поглощают метан, а затем превращают в питательные вещества — сахара и жиры.
На поверхности тела у пауков ученые обнаружили густой «микробный мех» — плотные колонии бактерий, похожие на крошечные вулканы. На этих колониях были заметны борозды, словно следы от газонокосилки. По всей видимости, пауки царапают этот микробный ковер специальным хоботком, внутри которого находятся «скребущие» или «терочные» гребни.
Гоффреди и ее коллеги попытались доказать, что пауки действительно питаются бактериями, а не просто носят их на себе. Исследователи провели радиоуглеродный анализ. Они добавили в метан радиоактивную метку и проследили, как углерод из метана попадает сначала в бактерии, а потом в ткани пауков. Результаты подтвердили, что углерод из газа оказывается внутри тела морских пауков — и путь этот проходит через бактерии на их теле.
Пауки не питаются всем подряд. Ученые заметили, что бактерии, живущие у пауков на экзоскелете, сильно отличаются от бактерий, которые встречаются в окружающей среде. Это говорит о том, что представители рода Sericosura каким-то образом контролируют, кто живет у них на теле. Они будто разводят «нужные» штаммы — отбирают тех, кто им полезен.
Удивительно и то, что это настоящее партнерство в обе стороны. Бактерии тоже получают выгоду от соседства с пауками. Сами они двигаться не могут, но пауки дают им эту возможность. Если метановый источник сместится, пауки могут переместиться и перенести с собой всю колонию. Для бактерий это как переезд на новое пастбище с едой.
Научная работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.