Głębokomorski robak, który zamieszkuje wulkany hydrotermalne, przetrwa wysokie poziomy toksycznego arseniku i siarczków w swoim środowisku, łącząc je w swoich komórkach, aby utworzyć mniej niebezpieczny minerał. Chaolun Li z Instytutu Oceanologii PAN w Chinach oraz jego koledzy publikują te wyniki w nowym badaniu opublikowanym 26 sierpnia w czasopiśmie o otwartym dostępie PLOS Biology.
Robak o nazwie Paralvinella hessleri jest jedynym zwierzęciem, które zamieszkuje najgorętszą część głębokomorskich wulkanów hydrotermalnych na zachodnim Pacyfiku, gdzie gorąca, bogata w minerały woda tryska spod dna morskiego. Te płyny mogą zawierać wysokie poziomy siarczanów oraz arseniku, który gromadzi się w tkankach P. hessleri, czasami stanowiąc więcej niż 1% masy ciała robaka.
Li i jego zespół zbadali, jak P. hessleri może tolerować wysokie poziomy arseniku i siarczanów w płynach z wulkanów. Wykorzystali zaawansowaną mikroskopię oraz analizy DNA, białka i chemiczne, aby zidentyfikować dotychczas nieznany proces detoksykacji. Robak gromadzi cząsteczki arseniku w swoich komórkach skórnych, które następnie reagują z siarczanami z płynów spod wulkanów hydrotermalnych i tworzą małe grudki żółtego minerału o nazwie orpiment.
Studium dostarcza nowych spostrzeżeń na temat nowatorskiej strategii detoksykacji, jakiej P. hessleri używa do „walki z trucizną trucizną”, co pozwala mu żyć w niezwykle toksycznym środowisku. Poprzednie badania wykazały, że powiązane robaki żyjące w innych częściach świata, a także niektóre gatunki ślimaków na zachodnim Pacyfiku, również gromadzą wysokie poziomy arseniku i mogą korzystać z tej samej strategii.
Współautor dr Hao Wang dodaje: „To było moje pierwsze głębokomorskie wyprawienie, i byłem zszokowany tym, co zobaczyłem na monitorze ROV — jaskrawożółte robaki Paralvinella hessleri były zupełnie czymś, czego wcześniej nie widziałem, wybijając się żywo na tle białej biofilmu i ciemnego krajobrazu wulkanów hydrotermalnych. Trudno było uwierzyć, że jakiekolwiek zwierzę mogłoby przetrwać, a co dopiero rozwijać się, w takim skrajnym i toksycznym środowisku.”
Dr. Wang mówi: „To, co czyni to odkrycie jeszcze bardziej fascynującym, to fakt, że orpiment — ten sam toksyczny, złoty minerał produkowany przez tego robaka — był kiedyś ceniony przez malarzy średniowiecznych i renesansowych. To ciekawe skrzyżowanie biologii i historii sztuki, rozwijające się na głębinach oceanu.”
Autorzy zauważają: „Długo byliśmy zaskoczeni naturą żółtych wewnątrzkomórkowych granulek, które miały żywy kolor i niemal idealny kształt kulisty. Połączenie mikroskopii, spektroskopii i analizy Ramanowej było konieczne, aby zidentyfikować je jako minerały orpimentu — zaskakujące odkrycie.”
Autorzy podsumowują: „Mamy nadzieję, że ten model „walki z trucizną trucizną” zachęci naukowców do przemyślenia, w jaki sposób bezkręgowce morskie oddziałują z i być może wykorzystują toksyczne pierwiastki w swoim środowisku”.
Finansowanie: Praca została wsparciu ze środków grantowych Narodowej Fundacji Nauki Chin (Nr 42476133 dla H.W.), Projektu Innowacji Nauki i Technologii Laboratorium Laoshan (Numer projektu Nr. LSKJ202203104 dla H.W.), Narodowego Kluczowego Programu RandD Chin (Numer projektu 2018YFC0310702 dla H.W.), Narodowej Fundacji Nauki Chin (Grant nr 42030407 dla C.Li) oraz Grupowego Grantu Innowacyjnego NSFC (Nr 42221005 dla M.X.W.). Fundatorzy nie mieli roli w koncepcji badania, zbieraniu i analizowaniu danych, decyzji o publikacji ani przygotowaniu manuskryptu.
