Секреты двустворчатых моллюсков

ЧТО является производителем суперклея, действует подобно фильтру и даже показывает ученым, как можно восстанавливать гены? Неприметные маленькие существа под названием двустворчатые моллюски, или ракушки.

Их можно встретить повсюду. Одни их виды обитают в морях, другие — в пресноводных озерах, реках и ручьях. Внутри двустворчатой раковины этих моллюсков расположено мягкое тело, как оболочкой покрытое особым органом — мантией. В мантию моллюсков вместе с пищей и водой попадают кальций и углекислота, которые участвуют в формировании раковины. Представьте, что вам нужно съедать и переваривать камни, а затем из вашего организма выделяются готовые строительные материалы, сами собой образующие стены и крышу. А ведь именно это происходит в организме двустворчатых моллюсков! Однако еще больший интерес для ученых представляет нога этих ракушек.

Производитель суперклея

Попробуйте отодрать моллюска от камня, и вы почувствуете, насколько крепка у него «хватка». Благодаря ей моллюску нипочем ни острые клювы голодных морских птиц, ни удары волн. Откуда у него такая цепкость? Выбрав место, где обосноваться, моллюск выпускает из раковины свою ногу, напоминающую язык, и прикрепляется ею к твердой поверхности. У моллюска есть особая железа, которая вырабатывает секрет, представляющий собой смесь белков. Он попадает в бороздку, которая тянется по всей длине ноги. Этот секрет, быстро затвердевая, образует тонкую упругую нить примерно в 2 сантиметра длиной. Расположенный на конце нити крошечный прикрепительный диск выделяет каплю клейкого вещества, затем моллюск втягивает ногу — и вот первая якорная цепь готова. Эти нити, расположенные особым образом, формируют пучок, называемый биссус. Он прочно удерживает моллюска на выбранном им месте жительства точно так же, как веревки удерживают палатку. Этот процесс «заякоривания» занимает всего три-четыре минуты. (Смотрите схему.)

Представьте себе очень прочный клей, который к тому же нетоксичен и настолько универсален, что, проникая в самые маленькие отверстия или щелочки, может склеивать любые поверхности, даже под водой. Такой клей — мечта кораблестроителей, ведь с его помощью можно было бы с меньшими затратами ремонтировать суда, не ставя их в сухой док. Очень пригодился бы он и при создании водоотталкивающей краски для надежной защиты автомобиля от коррозии. Хирурги не отказались бы иметь в своем арсенале безопасное клеящее средство, чтобы соединять сломанные кости и поврежденные ткани. Стоматологи могли бы использовать такое вещество как пломбировочный материал и наращивать с помощью него сломанные зубы. Этот перечень можно продолжать бесконечно.

Однако ученые понимают, что получать этот суперклей из самих моллюсков нереально. Чтобы добыть всего грамм клея, потребовалось бы около 10 000 особей. Поэтому удовлетворить мировые потребности в таком клее за счет моллюсков означало бы полностью их истребить. А ведь уже сегодня многие их виды находятся под угрозой исчезновения. Американские исследователи выделили и клонировали определенные гены с целью получения пяти видов протеинов, входящих в состав «цементного раствора»  моллюсков. Они собираются производить эти протеины в лабораторных условиях, чтобы предоставить их промышленности для испытаний. Британские ученые тоже исследуют один из этих протеинов. Однако в производстве клея двустворчатым моллюскам не найти конкурентов. Только они, благодаря инстинкту, способны безошибочно определить, в каких пропорциях должны быть смешаны протеины для приклеивания к каждой отдельной поверхности. Специалист по молекулярной биологии Франк Роберто в восхищении сказал: «Едва ли нам удастся воспроизвести нечто подобное».

Биофильтр

У двустворчатых моллюсков фильтрующий тип питания. Одна особь большинства видов моллюсков за сутки пропускает через себя несколько литров воды, поглощая при этом не только питательные вещества и кислород, но и загрязняющие агенты, такие, как болезнетворные бактерии и токсичные вещества. Благодаря этому моллюски прекрасно очищают воду. Их также используют как показатель загрязнения воды. Например, сотни моллюсков были выпущены в море у берегов Норвегии, поблизости от Экофиска (богатых нефтегазовых месторождений). Раз в несколько месяцев ученые извлекали моллюсков из воды и измеряли количество загрязняющих веществ в их тканях, чтобы определить, представляют ли опасность для обитателей моря сбрасываемые в воду химикалии. С 1986 года двустворчатые моллюски и устрицы «участвуют» в специальной программе «Mussel Watch Project», которая проводится в прибрежных и внутренних водах Северной Америки. Теперь ученые могут отслеживать любые изменения качества воды, ежегодно проводя анализ химического состава тканей моллюсков. Очень удобный способ!

 Речная дрейссена — один из видов пресноводных ракушек — нередко считается вредителем. Эта обитательница водоемов Восточной Европы, скорее всего, случайно попала в Северную Америку в середине 1980—х годов вместе с балластной водой, спущенной трансатлантическим лайнером. Речная дрейссена быстро размножается в Великих Озерах, вдали от своих природных врагов. Поселяясь в гидротехнических сооружениях, закупоривая водотоки и трубы, облепляя днища судов, пирсы и мосты, она приносит миллионные убытки. Кроме того, речная дрейссена вытесняет некоторые из местных видов моллюсков.

Но есть от нее и некоторая польза. Поскольку речные дрейссены — непревзойденные биофильтры, они быстро очищают мутную воду в озере, поглощая плавающие в ней остатки водорослей. В результате подводная зелень снова разрастается, предоставляя приют другим обитателям озера. Сейчас ученые ищут возможности применить фильтрующие способности этих моллюсков для обезвреживания воды, используемой на нужды населения, а также сточных вод на очистных сооружениях.

Польза иного рода

Знаете ли вы о том, что в раковинах некоторых пресноводных моллюсков образуются жемчужины? Возможно, вы когда-либо носили украшения, инкрустированные перламутром, или у вас были перламутровые пуговицы. Скорее всего, сырьем для них послужили тоже ракушки. Переливающийся всеми цветами радуги перламутр добывают из внутреннего слоя раковины и нередко используют при выращивании искусственного жемчуга. Крошечный шарик перламутра, взятого из раковины моллюска, трансплантируют в жемчужницу. В ответ на это «вторжение» та начинает покрывать инородное тело слоями перламутра. В результате образуется жемчужина.

Некоторых морских моллюсков человек употребляет в пищу. С незапамятных времен люди готовят различные блюда из их мяса, нежного и питательного. Во французских домах вам могут предложить муль мариньер — блюдо из вареных моллюсков в соусе из белого вина и лука-шалота. Испанцы предпочитают добавлять моллюсков в плов по-валенсийски, который они называют паэлья, а бельгийцы варят моллюсков в большом сосуде и подают вместе с ломтиками жареного картофеля. Промысел моллюсков получил широкий размах во всем мире и приносит немало прибыли, но при этом кое-где в Европе им все еще занимаются отдельные семьи. Не забывайте про осторожность: решив отведать изысканное блюдо из моллюсков, убедитесь, что они от надежного поставщика, и никогда не собирайте ракушки сами, если не уверены, чист ли водоем.

Вероятно, ракушки могут открыть нам еще немало тайн. Ведь некоторые из них, похоже, живут дольше века! У двустворчатых моллюсков есть крошечное сердце, качающее прозрачную кровь, но нет головного мозга. Откуда же у них столько поразительных способностей? На это отвечает Библия: «Побеседуй с землею, и наставит тебя, и скажут тебе рыбы морские. Кто во всем этом не узнает, что рука Господа сотворила сие?» (Иов 12:8, 9).

[Рамка/Иллюстрация, страница 24]

Репарация, или восстановление генов

Один из видов двустворчатых моллюсков (Bathymodiolus) обитает в области Срединно-Атлантического хребта, где придонные горячие источники постоянно выбрасывают высокотоксичные вещества, вызывающие генетические изменения у моллюсков. Но особые ферменты позволяют им «ремонтировать» свою ДНК. Ученые исследуют эти ферменты в надежде найти способ устранять патологические или возрастные изменения в ДНК человека.

[Схема/Иллюстрация, страница 23]

(Полное оформление текста смотрите в публикации)

Метод «заякоривания» многих видов моллюсков

Нога

Биссус

Нити биссуса

Нить

Прикрепительный диск

[Иллюстрация, страница 22]

Двустворчатые моллюски служат прекрасным биофильтром.

[Сведения об источнике]

Ontario Ministry of Natural Resources/Michigan Sea Grant

[Иллюстрации, страница 23]

Азиатская зеленая мидия.

Съедобная мидия.

Речная дрейссена.

Калифорнийская мидия.

Villosa iris.

(Моллюски изображены в разном масштабе)

[Сведения об источниках]

Азиатская зеленая мидия: с разрешения Mote Marine Laboratory; речная дрейссена: S. van Mechelen/University of Amsterdam/Michigan Sea Grant; Villosa iris и фото внизу слева: © M. C. Barnhart

[Иллюстрация, страница 24]

Паэлья — испанское блюдо, в которое нередко входят морепродукты.