Для затравки такая вот желтоватого вида статейка:
Снежные черви в горах Кавказа В конце 80-х годов в журнале «Огонек» было опубликовано интервью журналиста с одним жителем Кавказа. Он рассказал, что на горных ледниках водятся «снежные черви», целиком состоящие... из воды! Местное население называет их «снегурочками». Стоит положить такого червяка на ладонь, как он почти сразу начинает таять, превращаясь в водяную капельку!
Про «снежных червей» прослышал некий биолог из Москвы, но когда он заявился на Кавказ, год на «снегурочек» был «неурожайным» и заполучить хоть один экземпляр не удалось. К тому же «снегурочки» почти прозрачны, и увидеть их на льду очень сложно. Его же коллеги назвали рассказы о «снежных червях» чистейшей воды уткой, или, учитывая обидчивость местных жителей, «кавказским фольклором».
По роду своей работы я много времени проводил на этих самых кавказских ледниках, занимаясь прогнозом схода снежных лавин и подвижек ледников. Приходилось иметь дело и с местным населением, абсолютно не склонным к выдумыванию нелепых историй только ради того, чтобы повесить лапшу на уши столичному журналисту. И уж если кавказец будет уверять, что он видел что-то своими глазами, обвинить его во лжи - значит кровно оскорбить.
В общем, при очередном набеге на кавказские ледники я буквально рыл носом землю, точнее снег и лед, в поисках этих невозможных существ. Охотой на «снежного червя» увлеклись и работавшие со мной студенты и альпинисты. Одному из них повезло: он обнаружил целую колонию полупрозрачных червяков и зачерпнул их заранее приготовленной баночкой из-под фотопленки с маленькими отверстиями для воздуха. И совершил непоправимую ошибку, положив баночку в карман куртки. Когда на базе в присутствии десятка любопытных он открыл ее, то ничего не обнаружил: добыча «утекла» вместе с растаявшим снегом, оставив на донышке след в виде пленочки.
Затем события в стране и на Кавказе поставили крест на всех наших работах, и обещавшее стать сенсационным биологическое открытие было сделано не в России. Американские специалисты, работавшие на Аляске и в северной Канаде, поведали миру, что там, в краю вечных снегов, действительно живут реальные существа, тающие при повышении температуры на 10-20°С. Они могут существовать лишь при отрицательной температуре, но их тела не замерзают, так как представляют собой настоящий антифриз - их кровь и протоплазма содержат большое количество глицерина, солей и других соединений, которые, как известно, значительно понижают температуру замерзания водных растворов.
Пищеварительные ферменты «снегурочек» тоже приспособлены к отрицательным температурам, поэтому при малейшем потеплении их активность настолько возрастает, что они переваривают своего хозяина и он буквально тает на глазах. Так и случилось с находкой альпиниста на Кавказе: положив пластмассовый футляр со снежными червями в теплый карман, он создал им условия, не совместимые с жизнью. По этой же причине «снегурочки» полупрозрачны, - чтобы не нагреваться за счет поглощения солнечных лучей. Питаются же они микроскопическими водорослями, грибками, бактериями, живущими на поверхности льда, а сами, как и положено червякам, служат пищей для мелких птиц.
Обнаружение в земных условиях живых существ, для жизнедеятельности которых оптимальными являются отрицательные температуры, стало биологической сенсацией конца XX века. Определенный интерес к ней проявили и военные. На американскую научную базу в Антарктиде прибыли биологи с намерением обнаружить «снегурочек» и на ледяном континенте, а возможно, и других подобных существ. Трудно представить, что в природе может существовать лишь один подобный вид, тем более без предшествующей эволюционной цепочки. Иначе могут появиться самые фантастические гипотезы об их происхождении. И они вполне закономерно появились, тем более что биологи при предварительных исследованиях «снегурочек» в Антарктиде не обнаружили. Впрочем, объяснение этого факта напрашивалось самое банальное: Антарктида, за исключением некоторых прибрежных районов, биологически стерильна, там не смогли прижиться вирусы гриппа и других болезней. Во всяком случае, даже неприхотливому снежному червяку есть там нечего.
Примерно в эти же годы разразилась и другая биологическая сенсация - были якобы обнаружены следы жизни в марсианских метеоритах, найденных в той же Антарктиде, которые, согласно вышесказанному, не могли быть загрязнены следами земной жизни. Но марсианские метеориты -это экзотика. Большая же часть падающих на Землю камней происходит из пояса астероидов, которые, по мнению многих астрономов, являются обломками еще одной замарсианской планеты, когда-то существовавшей в Солнечной системе. Как бы то ни было, в целом ряде метеоритов были обнаружены разнообразные органические вещества и даже микроорганизмы. И вот в проблему с марсианскими метеоритами масла в огонь подлил американский биолог С. Мур, выдвинувший изящную гипотезу появления на Земле «снегурочек». А что, предположил он, если они являются посланцами с Марса? Тогда становится понятным, почему пока не обнаружены их ближайшие и тем более отдаленные родственники.
Но даже если подобная гипотеза слишком экстравагантна, следует обратить внимание на сам факт обнаружения живых существ, причем не микроорганизмов или простейших, метаболизм которых протекает при отрицательных температурах. А этот факт резко расширяет границы существования жизни, в том числе и в неземных условиях.
Валентин ПСАЛОМЩИКОВ
А теперь о том, что на самом деле известно о "снежных червях". Как обычно, на русском по теме фактически ничего нет, сделал на скорую руку маленький обзор по английским источникам:
Ледяной червь (лат. Mesenchytraeus solifugus (Emery, 1898)) - вид червей типа Кольчатых, подкласса Поясковых. Они относятся к семейству Энхитреиды, как дождевые черви. Существуют и другие черви под названием "ледяные черви", которые живут во льду на дне океана, либо глубоко под землей, но они не связаны с червями ледников. Ледяные черви населяют ледниковые области в прибрежных зонах Аляски, хребтов Британской Колумбии, Каскадных гор Вашингтона и пиков Трех Сестер Орегона и Олимпийских гор.
Многие люди, которые живут вблизи горных ледников Аляски, никогда не слышали об этих крошечных червях, или полагают, что они — мифические существа. Но выйдите на ледник сразу после захода Солнца и вы увидите, что поверхность льда стала серой от миллионов червячков, выползших наружу. Ледовые черви имеют цвет от темно-коричневого до черного (хотя они выглядят красными или красновато-коричневыми, когда они находятся в воде). Когда вы видите их на леднике, они выглядят как черточки в снегу или льде. Трудно пройти вечером на снегу в ледниках Северного Каскада, не раздавив ледяного червя.
Это единственный известный вид червей, проводящий всю свою жизнь при температурах, близких к 0°C. Ледовые черви живут только в ледниках. Вы никогда не увидите их далее чем несколько метров от края ледника, поэтому они служат отличным указателем присутствия льда под снегом. Это свидетельствует о том, что в ходе их повседневной вертикальной миграции они способны ощутить когда они углубляются в участок с тонким снежным покровом, а также, что лед имеет решающее значение для выживания червей. Это верно даже в тех случаях, когда снежный покров прилегающий к леднику пережил лето. Таким образом, ледяные черви, кажется, требуют многолетних ледников для выживания. В чем именно важность этой границы, нам еще предстоит выяснить.
Не менее важно, что ледовых червей не удается перенести с ледника на ледник, так что популяции изолированы друг от друга. Эти дает уникальную возможность для изучения механизмов эволюции.
Обнаружение червей на пиках Трех Сестер и районе Mount Hood к югу от границы ледников Кордильер, указывает, что этот лед не может быть единственным способом распространения для льдовых червей. Следует также отметить, что ледовых червей не нашли в внутренней части Британской Колумбии или в Скалистых горах, с внутренней стороны ледникового покрова Кордильер. Ледовые черви, кажется, связаны только с умеренным климатом. Кроме того, известно, что ледяные черви пережили извержение вулкана Святой Елены 1980 года и были обнаружены в фирне вновь формировавшегося ледника.
Mesenchytraeus solifugus живут в очень узком диапазоне температур. Они замерзают при температуре ниже -6,8°C, и начинают разлагаться после непродолжительного воздействия температуры выше 5°C. Умирает при температуре 10°C, а при комнатной температуре тело буквально тает. Goodman (1971) предложил, что это отчасти может объясняться их адаптацией для более низких температур и не является только особенностью их физиологии. Это процесс, известный как автолиз, возникает из-за роста активности пищеварительных ферментов, что ведет к самоуничтожению.
Взрослые черви имеют до 20 мм в длину и до 1 мм в диаметре. Эти существа легко передвигается через снег и лёд. По одной из версий, их гибкое тело протискивается через поры и крошечные трещины во льду, по другой — они используют некое вещество, которое протаивает дорожку, проходя как тёплый нож через масло.
Еще очень мало известно о физиологии и морфологии ледяного червя. В 2001-2002 образцы червей были собраны для лабораторного изучения. Работа была проведена Paula Hartzell в Clark University для ее диссертации. Они имеют основные структуры как у наземных червей, с несколькими очевидными морфологическими изменениями. Аналогичным образом они сегментированы, имеют пучки щетинок вдоль нижней части для перемещения и рот на одном конце. Как члены семейства Enchytraidae они имеют очень характерный лопастной орган размножения, который не похож на большинство мужских половых органов.
Возможно самым поразительнымм является их темный цвет, у них больше меланоцитов, чем у любых других червей. Это, очевидно, адаптация их защиты от интенсивного УФ облучения. Конечно возникает вопрос, почему имея так много пигмента для защиты, они должны полностью избегать прямых солнечных лучей. Черви имеют антифризные белки (AFP), они подавляют рост льда путем снижения точки замерзания и изоляции ледяных кристаллов. Это свойственно и другим организмам, которые живут в холодных условиях. Считается, что ледяной червь имеет срок жизни от пяти до десяти лет. В лаборатории черви сохранялись в морозильной камере более одного года без пищи.
С 2001-2002 NCGCP (NORTH CASCADE GLACIER CLIMATE PROJECT) была сосредоточена на детальных полевых исследованиях ледяных червей. Черви были обнаружены и собраны на 20 различных ледниках. С 2003-2011 NCGCP продолжает исследование ледяных червей в этих районах. В 2011 году с Marieve Desjardins (Queens University, Kingston, ON) были собраны образцы червей для изучения антифризных белков. Учёные рассчитывают, что исследование метаболизма Mesenchytraeus solifugus поможет усовершенствовать способы хранения органов и тканей для трансплантации, создать новые химические средства для этой цели. Очевидно, тут вновь всплывает и фантастическая пока тема дальних космических путешествий и замороженных астронавтов. Разумеется, люди куда сложнее червей. И всё же червь — это не бактерия, а многоклеточный организм.
Дэниелу Шэйну (Daniel Shain), профессору биологии университета Рутгерса (Rutgers University — Camden), еще в 2005 году NASA был выдан первый грант для их изучения, чтобы выяснить – что же делает ледяных червей такими выносливыми. Шэйн изучает этих червей с середины 90-х. "Понизьте температуру их тела на несколько градусов ниже ноля, и они замораживаются. Поднимите её на несколько градусов повыше — они начинают таять и оживают", — восхищается биолог. С большинством известных организмов такой номер не проходит. Шэйн регулярно ездит на ледники, выкапывает там тысячи червей, помещает в холодильник, запечатывает и отсылает к себе в Камден.
Основной вывод заключается в том, что АТФ червями используется нестандартно. Во всех организмах, где это было ранее изучено, при понижении температуры тела сокращается использование АТФ и содержание АТФ в клетках снижается. Для ледяных червей наоборот, при понижении температуры по крайней мере до -6,1°C содержание АТФ в клетках растет. Это указывает на ускорение метаболизма, которое может помочь объяснить, как они не замерзают, но не ясно как это работает.
Летом, в вечерние и ночные часы ледяные черви питаются преимущественно на поверхности снега на ледниках, и в гораздо меньшей степени, на голом льду. В течение дня, ледяные черви скрываются под поверхностью ледника, избегая прямых солнечных лучей. Ледяные черви были зарегистрированы на глубинах от нескольких сантиметров до нескольких метров ниже поверхности снега на ледниках. Также сообщалось, что они появляются на стенах ледяных пещер, в десятках метров ниже поверхности.
В ходе одного из подсчетов, 8 августа 2010 года в 7:00 вечера были обнаружены 3 ледяных червя на квадратном метре, а уже к 8:30 вечера обнаружено 800 ледяных червей на квадратном метре в том же месте. На леднике Suiattle, на южной стороне пика, средняя плотность была ~ 2600 ледяных червей на квадратный метр в 2002 году. При площади 2,7 квадратных километра, это более 7 миллиардов ледяных червей на этом леднике! Даже более высокой плотности наблюдается на Sholes, Ptarmigan и леднике Ice Worm.
Они едят различные водоросли, которые присутствуют в большом количестве в снегу, а не только те, которые мы видим как "арбузный снег" (Watermelon snow, также известен как snow algae, red snow или blood snow).
(Красный снег — явление, наблюдаемое высоко в горах и в приполярных областях Земли. Необычная красноватая или розовая окраска снега обусловлена массовым размножением одного из видов водоросли хламидомонады (Chlamydomonas nivalis). В дополнение к зеленому пигменту хлорофиллу клетки этой водоросли содержат красный каротиноид астаксантин. В отличие от многих видов пресноводных водорослей, Chlamydomonas nivalis предпочитает холодные условия внешней среды и процветает при температуре ниже нуля.
Существует свыше 350 видов водорослей, которые могут жить при очень низких температурах. Эти водоросли, попадая в атмосферу при испарении воды, окрашивают снег в черный, бурый или желтый оттенок. Водоросль Chlamydomonas nivalis, которая может развиваться на поверхности воды, снега и льда, зацветает, когда вода чуть нагревается после самого темного и холодного периода зимы. Сначала она становится зеленой, затем по мере того, как погода проясняется, ее цвет меняется на розовый или красноватый оттенок. Погибает уже при температуре +4°C. Клетки водоросли защищены от ультрафиолетового излучения солнца, что позволяет им размножаться на высоте до 3,7 км над уровнем моря.)
Но червей можно найти и днем. Многие из них собираются в талых прудах или небольших ручьях. Ученые считают, что вода блокирует длинноволновую часть солнечного света, которую черви избегают, а холодная вода обеспечивает червей комфортной температурой.
Glacier Ice Worms Исследователи наблюдали червей вертящих одним концом (видимо передним) в потоке воды, возможно, ловящих водоросли и пыльцу. Они успешно висят зацепившись за лед другим концом даже в очень быстрой и бурной воде, но предпочитают питаться в умеренно быстрых потоках на леднике. В талой воды их можно найти в очень большом количестве в виде мутной взвеси у дна, либо можно обнаружить плотные пучки из 100 и более червей. Это вероятно является частью их репродуктивного цикла, как у других oligochates. Черви не собираются в группы на поверхности. В связи с этим пруд предоставляет редкую возможность для воспроизводства.
Так как зимой температура поверхности на леднике может достигать -40°C, ученые сомневаются, что черви следуют суточному циклу. Скорее всего, они остаются ниже поверхности. Снег обеспечивает изоляцию и стабильную температуру ниже 0°C. Черви все еще могут найти большое количество водорослей в фирновом слое (слежавшегося снега переходящего в лед). Ученые мало что знают о жизни ледяных червей зимой, так как труднодоступность ледников препятствует дальнейшим исследованиям.
Ледяные черви едят также пыльцу заносимую ветром, бактерии и все остальное, что достаточно мало, чтобы поместиться в рот. Когда Goodman препарировал ледяных червей из Аляски, он нашел в них симбиотические одноклеточные организмы, их роль требуют дальнейшего исследования. Поскольку количество водорослей и ледовых червей очень велико, их роль в экосистеме лежащей вниз по течению, вероятно, значительна, как в отношении биомассы, так и в плане углеродного и других циклов. В 2006 году Национальное географическое общество (National Geographic Society) финансировало экспедицию, которая изучала экосистему ледового червя. В сообществе ледника ледовый червь играет доминирующую роль, наряду с некоторыми бактериями, грибками и многоклеточными водорослями. Соблюдается микробная плотность в среднем около 1,5 организмов/мм кубический. Для ледника площадью в один квадратный километр, средний сток летом 0,3 кубических метра/секунду, что составляет 300 литров. Таким образом, ледник Северного Каскада дает отток в 28 кубических метров/секунду, это составит снос более 500 миллионов организмов/сек вниз по течению за лето.
Литература:
http://en.wikipedia.org/wiki/Mesenchytraeus_solifugushttp://www.nichols.edu/departments/glacier/iceworm.htmAngela H. Farrell, Kristi A. Hohenstein, Daniel H. Shain (2004). Molecular Adaptation in the Ice Worm, Mesenchytraeus solifugus: Divergence of Energetic-Associated Genes. Journal of Molecular Evolution, November 2004, Volume 59, Issue 5, pp 666-673
Hartzell, P. (2003). Glacial Ecology: North Cascades Glacier Macroinvertebrates.
Pelto, M. S. (2003). Ice Worms (Mesenchytraeus solifugus) and Their Habitats on North Cascade Glaciers. A study by North Cascade Glacier Climate Project.
Shain, D. H., Carter M. R., Murray, K. P., Maleski, K. A., Smith, N. R., McBride, T. R., et al. (2000). Morphologic Characterization of the Ice Worm Mesenchytraeus solifugus. Journal of Morphology, 246, 192-197.
Shain, D. H., Mason, T. A., Farrell, A. H., & Michalewicz, L. A. (2001). Distribution and behavior of ice worms (Mesenchytraeus solifugus) in south-central Alaska. Canadian Journal of Zoology, 79, 10, 1813-1821.
