To, že červy Paralvinella hessleri dokážu prežívať v drsnom prostredí hlboko pod hladinou západného Tichého oceánu, súvisí s farbou ich tela.
Hlbokomorský červ Paralvinella hessleri získava svoj výrazný žltý odtieň z minerálu zvaného orpiment (trisulfid arzenitý, názov vznikol z latinských slov zlato a farbivo). Kedysi ho poznali mnohí maliari, lebo im umožňoval obohatiť obrazy o prirodzenú zlatistú farbu. Dnes sa však nepoužíva, lebo je toxický a nestabilný (rozkladá sa vo vode). Zdroj: Wang H. a kol., 2025, PLOS Biology, CC-BY 4.0
Loď s názvom Kexue, dlhú takmer 100 metrov a širokú 17,6 metra, používa od roku 2012 Čínska akadémia vied na geologické, ekologické a oceánografické výskumy. Vzhľadom na jej moderné vybavenie mohli čínski vedci v uplynulých rokoch vyslať robotickú ponorku aj do morských hlbín pri tichomorskej Okinawe. Vďaka prístrojom ponorky sa pred Chao Wangom otvorila zvláštna a krásna krajina. Hydrotermálne prieduchy, ktoré bolo vidieť na lodnom monitore a ktoré chrlili oblaky horúcej vody bohatej na minerály, vyzerali podľa vedca priam neskutočne a podobali sa skôr na scenériu z inej planéty. Wanga, biológa z Oceánologického inštitútu Čínskej akadémie vied, v temnote mora najviac ohromili záblesky jasne žltej farby. Boli to kolónie červov Paralvinella hessleri, ktorým sa záhadným spôsobom darí prežívať v tomto brutálnom prostredí viac ako kilometer pod hladinou západného Tichého oceánu na križovatke medzi Čínou, Taiwanom a Filipínami.
Kľúč k prežitiu
Ukázalo sa, že kľúčom k prežitiu tohto zvláštneho živočícha je práve pútavý zlatý odtieň jeho tela. Hydrotermálne prieduchy totiž z morskej vody odčerpávajú tekutiny obohatené ťažkými kovmi a inými toxickými látkami, ktoré organizmy ako P. hessleri hromadia vo svojich bunkách. Kombinácia arzénu a sulfidu v kožných bunkách podmorských živočíchov vytvára menej toxický minerál, pričom im dodáva jasné žlté zafarbenie.
Ako Wang a jeho kolegovia uvádzajú v PLOS Biology, tento hlbokomorský červ dokáže žiť napriek tomu, že jeho organizmus obsahuje nebezpečne vysoké hladiny dvoch toxínov, konkrétne arzénu a sulfidu. Bunky červa z nich totiž dokážu vytvoriť minerál, ktorý je pre nich menej nebezpečný a ktorý mu dodáva jeho charakteristickú farbu. Túto farbu získanú z minerálu nazývaného orpiment kedysi používali maliari, aby svoje obrazy obohatili o prirodzený jasne žltý odtieň.
Pozoruhodné adaptácie
Tieto pozoruhodné zistenia pomáhajú demonštrovať „krásu evolúcie“, ako povedal Peter Girguis, morský biológ z Harvardovej univerzity, ktorý sa na novej štúdii nepodieľal. Voda naplnená chemikáliami, ktorá strieka z hydrotermálnych prieduchov, totiž vytvára „bufet s čerstvou stravou pre mikróby, ktoré potom poskytujú hostinu iným organizmom“. Ale život v tomto prostredí je podľa Girguisa „tak trochu faustovským obchodom“. Napriek tomu, že živočíchy žijúce v týchto podmienkach majú dostatok potravy, musia odolávať vysokým tlakom, teplotám a vysokým koncentráciám toxínov, ktoré by boli pre väčšinu tvorov smrteľné.
Práve týmto extrémnym podmienkam však niektoré živočíchy vďačia za pozoruhodné adaptácie, hovorí Nélia Mestreová, morská ekotoxikologička z univerzity v Algarve v Portugalsku, ktorá sa na novej práci tiež nepodieľala. Napríklad trubicový červ Alvinella pompejana prežíva v extrémnych teplotách, ktoré iné živočíchy neznášajú, a zároveň ochladzuje svoje okolie, čím vytvára oveľa pohostinnejšie okolie pre susedné baktérie. Pokiaľ ide o zaobchádzanie s chemikáliami, ako je sulfid, mnohé tvory túto neľahkú prácu prenechávajú symbiotickým mikróbom, ktoré dokážu toxín zneškodniť tak, že ho zoxidujú.
Hlbokomorský svet a jeho zvláštnosti
Keď Wang a jeho kolegovia v roku 2016 prvý raz zozbierali vzorky P. hessleri z vôd pri Okinawe, nazdávali sa, že červy žijúce v týchto podmienkach sú odkázané na pomoc symbiontov. Vo všeobecnosti platí, že hlboké more nie je nijako zvlášť farebné. Mnohé živočíchy, zvyknuté na úplnú tmu, sú matne biele, ako napríklad homáre (Shinkaia crosnieri). Tieto strašidelné živočíchy možno vidieť, ako sa potápajú do hĺbky pri hydrotermálnych prieduchoch, ktoré pokrývajú svetlé mikrobiálne biofilmy. Iné, ako napríklad obrovský trubicový červ Riftia pachyptila, však hýria najrôznejšími odtieňmi oranžovej a červenej vďaka hemoglobínu, ktorý napĺňa ich bunky.
P. hessleri so svojím výrazným a živým žltým odtieňom je však podľa Wanga celkom jedinečný. Keď mikroskopická analýza odhalila pestrofarebné, takmer dokonale guľaté granuly vnútri kožných buniek červov, Wang zvažoval možnosť, že aj túto štruktúru vytvára nejaký druh symbiotického mikróbu žijúceho v jeho vnútri. Ďalšie testy však odhalili, že ide o minerál. Kožné bunky P. hessleri totiž vytvárajú veľké množstvo arzénu a keďže táto chemikália reaguje so sulfidom z hydrotermálnych prieduchových tekutín, vznikajú zhluky biomineralizovaného orpimentu. Nie je to dokonalé, ale postačujúce riešenie: orpiment síce zostáva toxický, no pre červa ja oveľa menej nebezpečný ako ktorákoľvek z jeho zložiek. „Evolúcia je o kompromisoch,“ povedal Girguis.
Vedci si spočiatku mysleli, že tieto guľovité žlté granuly môžu byť symbiotické mikróby, ale ukázalo sa, že ide o biomineralizované minerály arzénu. Zdroj: Wang H. a kol., 2025, PLOS Biology, CC-BY 4.0
Krehké hlbokomorské ekosystémy
Wang verí, že objav tejto netradičnej detoxikačnej stratégie bude inšpiráciou pri budúcich prieskumoch najzáhadnejších lokalít oceánu a úžasných zvierat, ktoré ich obývajú. Je presvedčený, že hlbokomorské živočíchy si zaslúžia viac pozornosti. Zaslúžia si však tiež väčšiu ochranu. Ako dodala Mestreová, hydrotermálne prieduchy a iné hlbokomorské ekosystémy síce zostávajú relatívne nepreskúmané, no aj tak už pociťujú účinky ľudskej činnosti. V roku 2021 boli vedci potápajúci sa v Mariánskej priekope šokovaní, keď v tomto vzdialenom mieste objavili plastové tašky, pivové fľaše, plechovky od malinoviek a dokonca aj takmer neporušený kôš na bielizeň. Spolu s takýmto všadeprítomným znečistením sú P. hessleri a ďalšie živočíchy žijúce na hydrotermálnych prieduchoch severozápadného Pacifiku ohrozované hlbokomorskou ťažbou. „Tieto organizmy už môžu žiť na hraniciach toho, čo ešte dokážu vydržať,“ upozornila Mestreová. Podľa vedkyne môže zvýšený tlak ľudí vyvolať bod zlomu, z ktorého niet návratu.
Zdroje: PLOS Biology, The Scientist
(zh)
