В течение многих лет любители подводного плавания в мангровых лесах в районе Флорида-Кис, Карибского бассейна и Микронезии сообщали о странном и неприятном явлении. Несмотря на то, что они стараются не касаться медуз, обитающих на морском дне, пловцы иногда ощущают жжение, которое, кажется, исходит из самой воды. Столкнувшись со жгучей водой во время изучения медуз, ученые попытались выяснить причину этих колючих берегов.
К своему удивлению, они обнаружили, что слизь, выделяемая этими медузами, наполнена крошечными, извивающимися клеточными массами, которые позволяют им стрелять жалящими веществами на расстоянии. Исследователи сообщили о вновь выявленных структурах, которые они назвали кассиосомами, 13 февраля в журнале Communications Biology.
"Это был действительно один из самых шокирующих дней в моей истории как ученого", - говорит соавтор исследования Шерил Эймс, доцент кафедры прикладной морской биологии Университета Тохоку в Сендае, Япония. "Слизь была действительно видна, когда вы там внизу плавали с маской и ныряли, но мы не знали, что было в слизи, которая вызывала ощущение скупости".
Эта группа медуз, известная как перевернутые медузы, несколько необычна. Они не дрейфуют в воде, захватывая добычу своими длинными, тянущимися щупальцами, как их сородичи. Вместо этого они лежат на земле и с помощью корявых рук целый день машут руками в мангровых лесах, зарослях морской травы и других прибрежных местах обитания. Перевернутые желе получают часть питательных веществ от симбиотических фотосинтетических водорослей, живущих внутри их клеток. Однако они также питаются рассольными креветками, нематодами и другими незадачливыми существами, попавшими в облака слизи, которую они выбрасывают в окружающую воду. "Это все равно что уронить шарик слюны, когда он еще прилип к губе, а потом втянуть его обратно", - говорит Эймс.
Первое упоминание об этой плавающей слизи относится к 1908 году, когда зоолог Х.Ф. Перкинс из Университета Вермонта увидел в слизи перевернутой медузы крошечные подвижные организмы, которые он объявил паразитическими личинками. Более 100 лет их истинное происхождение оставалось загадкой, и любители подводного плавания, морские водолазы и содержатели медуз в аквариумах были озадачены жалящей водой. Эймс и ее коллеги испытали ощущение жала на тех частях лица и шеи, которые не были закрыты защитным снаряжением, когда собирали образцы перевернутых медуз в водах у побережья Флорида-Кис и Карибского моря.
"Вы получаете небольшой укус и думаете: "Хорошо, я справлюсь с этим", но он не проходит, потому что вы находитесь в воде", - говорит она. "Доходит до того, что ты думаешь: "Я ухожу отсюда", особенно когда прилив идет на убыль, и твое лицо все ближе и ближе к этому огромному ложу перевернутых медуз".
Она и ее команда решили накормить медуз в неволе планктонной закуской, "освободить" часть слизи, прикрепленной к их телам, и поместить ее под микроскоп. Внутри слизи исследователи увидели от сотен до тысяч крошечных, извивающихся масс, которые двигались, убивая всех рассольных креветок, на которых они натыкались, и двигались дальше. "Они проходили через них, как Roomba... просто покрывая каждый кусочек этой слизистой области", - говорит Эймс.
Когда они рассмотрели эти кассиосомы под большим увеличением, то увидели, что эти структуры представляют собой шарики в форме попкорна, состоящие из внешнего слоя нематоцитов (стрекательных клеток, обычно встречающихся на щупальцах медуз) и тонких нитей, проталкивающих их через слизь, которые окружают внутреннее ядро, заполненное симбиотическими водорослями. После того как кассиосомы были вырваны из их слизистых жилищ, они прожили 10 дней в чашке Петри.
Исследователи также заметили, что кассиосомы создавались в ложкообразных придатках, расположенных вдоль пучковатых рукообразных придатков, окружающих рот желе. Затем животные выпускали их в воду, как "мощные маленькие гранаты".
Еще предстоит выяснить, насколько распространено это оружие среди медуз. Обнаружив кассиосомы у перевернутой медузы Cassiopea xamachana, Эймс и ее коллеги также нашли эти структуры у четырех близкородственных видов. У более дальнего родственника, лунной медузы, кассиосомы не обнаружены.
В дальнейшем Эймс и ее коллеги продолжат поиск кассиосом у других видов. Определив, какие медузы несут это крошечное оружие, они надеются предупредить любителей подводного плавания, военных водолазов и сотрудников аквариумов, которые работают с медузами, чтобы они знали, когда следует принять дополнительные меры предосторожности.
Как бы ни раздражала жалящая вода, все это является частью процветающей экосистемы мангровых зарослей. "Если медузы там есть, значит, вода здоровая, и это отличное место для отдыха", - говорит Эймс. "Просто приезжайте туда с хорошей защитой".