Биологи выяснили, как пресноводные моллюски разлагают горные породы

Российские ученые выяснили, что разлагать силикаты моллюскам Lignopholas fluminalis помогает симбиотическая связь с микроорганизмами, сообщает Министерство науки и высшего образования РФ. Исследователи обнаружили биполимерные пленки между раковинами моллюсков и отверстиями в горных породах. Бактерии поглощают марганец и таким образом нарушают целостность силикатов. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

В 2015 году международная группа ученых, в состав которой входят биологи Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН, открыли новый вид моллюсков-бурильщиков, обитающих в пресных водах реки Каладан в Мьянме. Ранее считалось, что разрушать горные породы умеют только морские организмы, однако представители вида Lignopholas fluminalis приспособлены к жизни не только в соленой, но и в пресной воде. Как правило, моллюски разрушают породы, выделяя растворяющую известняк кислоту или же применяя твердую раковину как сверло. Однако Lignopholas fluminalis для этих целей используют микроорганизмы, которые образуют насыщенную марганцем биополимерную пленку, позволяющую моллюску проделывать отверстия в твердой силикатной породе.

Таким способом моллюски создают себе укрытия. Кроме того, они освоили никем не занятую экологическую нишу — в пресной воде у них нет конкурентов-бурильщиков. Морские бурильщики обычно не обитают в силикатных горных породах, предпочитая более мягкие известняковые структуры или затопленные торфяники. Раковина Lignopholas fluminalis сформирована из карбонатов, имеющих более мягкую структуру, нежели силикатные породы, в которых моллюски умудряются делать ходы и отверстия. «Первоначально мы предположили, что моллюски избирательно поглощают из пресной воды определенные микроэлементы и "встраивают" их в свою раковину, формируя таким образом что-то вроде композитного сверла, — рассказывает один из авторов работы, Иван Болотов. — Мы полагали, что микроэлементы выполняют роль неких присадок, которые позволяют карбонату в раковине стать тверже силикатных пород. Но затем, анализируя состав раковин у бурильщиков и у небурильщиков, мы не обнаружили различий. Тогда мы стали изучать полости пробуренных в горных породах ходов».

Разрушение на поверхности каменных пород под воздействием моллюсков Lignopholas fluminalis

На поверхности раковин Lignopholas fluminalis обнаружилась слизистая пленка с белковой составляющей, которая покрывает поверхности пробуренных отверстий. К этой пленке крепятся зерна кварца и полевых шпатов. Еще один феномен — она очень сильно обогащена марганцем. Живущие в пленке бактерии избирательно поглощают из породы марганец, нарушая структурную целостность силиката. Плотная порода в месте контакта с пленкой разрушается, превращаясь в рыхлый конгломерат.