Дно океана — одно из самых экстремальных мест на Земле: холод, полная темнота и огромное давление, сравнимое с весом слона на каждый квадратный сантиметр тела. Тем не менее, даже в таких условиях существуют формы жизни, приспособленные к этим суровым условиям. Однако до недавнего времени ученые мало знали о том, как именно клетки и молекулы этих организмов выдерживают такое давление.
Команда исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Института исследований аквариума Монтерей-Бей провела глубокое изучение этого вопроса. В статье, опубликованной в журнале Science, ученые показали, что клетки глубоководных гребневиков (морских организмов, похожих на медуз) имеют уникальную структуру мембран.
Клеточные мембраны глубоководных гребневиков в основном состоят из конусообразных липидов, которые функционируют должным образом только под высоким давлением. | Изображение: МАРК БЕЛАН ДЛЯ ЖУРНАЛА КВАНТА
Оказалось, что мембраны клеток этих организмов содержат особые липиды — плазмалогены, которые составляют до 75% всех липидов в мембранах. Эти изогнутые молекулы липидов способны адаптироваться к экстремальному давлению, поддерживая необходимую форму и структуру клеточной мембраны. Это обеспечивает баланс между прочностью и гибкостью мембраны, позволяя клеткам оставаться функциональными в условиях глубокого океана.
Плазмалогены придают мембранам необходимую кривизну, что помогает им сохранять стабильность под высоким давлением, это новый механизм адаптации, который ранее не был известен. ведущий автор исследования Джейкоб Винникофф
Гребневики приспособились к обитанию в океанах на разных глубинах — от поверхности до глубинных вод, а также в различных климатических зонах — от холодных полюсов до тёплых тропиков. Четыре из 17 изученных видов, по часовой стрелке, начиная с верхнего левого угла: Beroe cucumis, обитающий на мелководье в арктических водах; мелководный вид Leucothea pulchra; глубоководный родственник Beroe cucumis — Beroe abyssicola; и неназванный вид из рода Мертензиид, обитающий на мелководье. | Фото: Джейкоб Винникофф
Интересно, что плазмалогены также присутствуют в человеческом мозге и связаны с передачей сигналов между клетками. Это открытие может помочь лучше понять процессы клеточной коммуникации и возможные пути лечения нейродегенеративных заболеваний.
Данное исследование открывает новые горизонты в понимании того, как жизнь адаптируется к экстремальным условиям. Ученые планируют продолжить исследования, чтобы выяснить, насколько широко распространен этот механизм среди других глубоководных организмов и какие еще тайны скрывает океанская бездна.