Ядовитый щит губок: как молибден защищает древних обитателей моря от хищников

Что вы сделаете, если вас захотят съесть? Напустите туману, как осьминог? Испугаете яркой окраской? А вот морская губка Theonella conica пошла другим путем — она стала ядовитой. Ученые из Тель-Авивского университета выяснили, что эти древние обитатели Красного моря накапливают в себе убойные дозы токсичного молибдена, оставаясь при этом в полном здравии. Как им это удается?

Царство животных полно гениев обороны. Яркая предупреждающая окраска, умение раздуваться, как рыба-ёж, чернильные завесы или вонючие «бомбы» скунса. Некоторые даже мигают в темноте, как глубоководные светлячки. Но губка, одно из самых примитивных существ на планете, «изобрела» способ, от которого у химиков округлились глаза.

Исследование, опубликованное в Science Advances, рассказывает удивительную историю о симбиозе и химической войне. Губки — древнейшие многоклеточные, тихие фильтраторы, простоявшие у истоков эволюции. Они — живые насосы, пропускающие через себя тонны воды, и ключевые игроки в глобальных циклах углерода и азота. Theonella conica, о которой идет речь, обитает от Красного моря до Занзибара.

Молибден — тот самый микроэлемент, который в микродозах нужен всем, а в больших количествах становится убийцей. Ученые измерили его содержание в губках из Эйлатского залива, что живут на 30-метровой глубине. Цифры ошеломили.

Ядовитый щит губок: как молибден защищает древних обитателей моря от хищников

Оказалось, Theonella conica содержит почти 47 тысяч микрограммов молибдена на грамм сухого веса! Это фантастическая концентрация. И главный вопрос: как губка сама не погибает от такой «начинки»? Секрет в друзьях. Вернее, в крошечных симбионтах.

Защитный симбиоз

Представьте: за сутки губка пропускает через себя объем воды, в 50 тысяч раз превышающий ее собственную массу. Настоящая фабрика по переработке! Неудивительно, что она собирает все подряд, включая опасные элементы. Но что с ними происходит дальше?

«Губка — это просто масса клеток, без органов, — объясняет соавтор работы Шани Шохам. — До 40% ее объема занимает целое микробное сообщество: бактерии, вирусы, грибы». И одна из главных жительниц этой внутренней вселенной — бактерия Entotheonella sp.

Именно она выступает в роли телохранителя. Бактерия захватывает токсичный, растворимый молибден и превращает его в безопасный минерал, запирая в своих внутриклеточных «сейфах». Для хищника, вздумавшего откусить кусочек губки, это равносильно поеданию отравленной приманки. Гениальная и простая система защиты.

Шохам видит в этом и практическую пользу: способность бактерии обезвреживать токсины можно использовать для биоремедиации — очистки морской воды от опасных загрязнений. Природа снова подсказывает нам умное решение, просто надо внимательнее присмотреться к таким скромным, но удивительным существам, как губка.