Улитка с железной бронёй: чешуйчатоногий гастропод

На дне Индийского океана, среди кипящих гидротермальных источников, живёт существо, которое давно опровергло представления биологов о возможностях живой природы. Чешуйчатоногий гастропод — единственное животное на планете, чья броня буквально сделана из железа. Не метафорически, а в самом прямом смысле.

Где обитает и как была открыта

Вид был впервые описан в 2001 году — после того как образцы, собранные в 1999 году, прошли полноценное научное исследование. Обнаружили его в районе гидротермального поля Кайрей в центральной части Индийского океана, на глубине около 2400–2800 метров. Позднее колонии нашли ещё в двух точках: на полях Лунг Тяу и Сулиу.

Среда обитания этой улитки — одна из самых агрессивных на Земле. Гидротермальные источники выбрасывают перегретую воду с температурой до 350 градусов, насыщенную сероводородом, тяжёлыми металлами и сульфидными соединениями. Большинство многоклеточных организмов в таких условиях существовать не способны.

Трёхслойная раковина: как устроена броня

Главная особенность этого моллюска — строение раковины, не имеющее аналогов в животном мире. Она состоит из трёх различных слоёв, каждый из которых выполняет свою функцию.

• Внутренний слой — твёрдый, сильно кальцинированный, обеспечивает жёсткость конструкции.
• Средний слой — органический, относительно толстый, работает как амортизатор: гасит удары и рассеивает механическую нагрузку.
• Внешний слой — минерализованный кристаллами сульфида железа, преимущественно грейгита и пирита. Именно он придаёт раковине металлический блеск и исключительную прочность.

Такое трёхслойное строение оказалось настолько эффективным, что специалисты в области материаловедения используют его как модель при разработке новых защитных покрытий. Средний мягкий слой, по данным исследований Массачусетского технологического института, способен поглощать и перераспределять энергию удара — принцип, который пытаются воспроизвести в бронежилетах нового поколения.

Железная чешуя на ноге

Раковина — не единственная броня этого моллюска. Мускулистая нога, которой улитка передвигается, покрыта сотнями роговых чешуек, также пронизанных сульфидами железа. Ничего подобного не найдено ни у одного другого моллюска, ни у каких-либо иных животных.

Эта чешуя защищает мягкие ткани от хищников: конусовых улиток, способных парализовать жертву ядовитым зубом, и крабов с мощными клешнями. Под ударом клешни чешуйки не ломаются — они деформируются и возвращают форму, распределяя нагрузку по всей поверхности.

Статья по теме на LifeGlobe.net: Откуда улитки берут свои раковины?

Питание без рта: хемосинтез вместо охоты

Чешуйчатоногий гастропод практически не питается в привычном смысле. Его пищеварительная железа заполнена хемосинтезирующими бактериями, которые перерабатывают сероводород из гидротермальных источников и производят органические соединения прямо внутри тела хозяина. По сути, улитка носит в себе собственный «завод» по производству питательных веществ.

Такой способ существования называется эндосимбиозом. Он широко распространён среди обитателей гидротермальных полей — трубчатых червей, двустворчатых моллюсков, — однако у гастропода он сочетается с уникальной минеральной защитой, что делает его особенно интересным объектом для исследований.

По размеру этот моллюск сопоставим с обычной садовой улиткой — около 4–5 сантиметров в длину. Для глубоководного вида это довольно крупно.

Под угрозой исчезновения

В 2019 году Международный союз охраны природы внёс чешуйчатоногого гастропода в Красный список как вид, находящийся под угрозой исчезновения. Все три известные популяции расположены в районах, где ведётся или планируется глубоководная добыча полиметаллических сульфидов — то есть именно тех минералов, из которых улитка строит свою броню.

Воспроизвести условия её обитания в неволе невозможно: сочетание давления, температурных градиентов и химического состава воды у гидротермальных источников не поддаётся точному воспроизведению. Единственный реальный способ сохранить вид — ввести мораторий на добычу полезных ископаемых в местах его обитания.

Броня этой улитки настолько заинтересовала инженеров, что вооружённые силы США финансировали исследования её структуры в надежде применить принципы трёхслойной защиты в разработке новых материалов. Это одно из самых необычных существ на Земле — и одно из самых уязвимых.

Интересный факт

Грейгит — один из минералов в раковине этой улитки — на Земле встречается крайне редко и образуется только в строго определённых условиях: при наличии сероводорода, железа и отсутствии кислорода. До открытия чешуйчатоногого гастропода учёные считали, что живые организмы биологически синтезировать грейгит не способны. Улитка опровергла это убеждение — и заодно открыла новое направление в биоминералогии.