Amikor a Kexue kutatóhajó fedélzetén lévő szakértők egy robotizált tengeralattjárót irányítottak az Okinawa-árok mélyére, Hao Wang és társai furcsa, de gyönyörű tájat láttak kibontakozni maguk előtt. A hajó monitorán megjelenő hidrotermális kürtők – amelyek túlhevített, ásványi anyagokban gazdag vizet okádanak – olyanok voltak, mintha egy másik bolygóról származnának. Wang, a Kínai Tudományos Akadémia Oceanológiai Intézetének mélytengeri biológusa, leginkább a sötét tengerben felvillanó sárga foltoktól volt megdöbbenve. Ezek a Paralvinella hessleri nevű féreg kolóniái voltak, amelyek valahogyan képesek megélni ebben a brutális környezetben, több mint 1 kilométerrel a Csendes-óceán nyugati részének felszíne alatt.

Kiderült, hogy éppen ez a szemet gyönyörködtető aranyló szín lehet a kulcsa ezen állat túlélésének. A hidrotermális kürtők nehézfémekkel és más mérgező anyagokkal teli folyadékot pumpálnak ki, amelyeket a P. hesslerihez hasonló organizmusok felhalmoznak a testükben. Ahogy Wang és kollégái most megjelent tanulmányukban beszámolnak, ez a mélytengeri féreg veszélyes arzén- és szulfidszintet visel el azáltal, hogy a két anyagot a sejtjeiben kombinálja, méreggel harcolva a méreg ellen, hogy ezekből kevésbé veszélyes ásványi anyagot hozzon létre, amely egyben az állat jellegzetes színét is adja.

A felfedezés megmutatja az evolúció szépségét, mondja Peter Girguis, a Harvard tengerbiológusa, aki nem vett részt az új vizsgálatban. A hidrotermális kürtőkből kiömlő, vegyi anyagokkal teli víz bőséges, korlátlan táplálkozási lehetőséget teremt a mikrobák számára, amelyek aztán más organizmusok számára biztosítanak lakomát. De ebben a környezetben élni „egyfajta fausti alkut” jelent, teszi hozzá Girguis. Bár az állatoknak bőséges táplálék áll rendelkezésükre, el kell viselniük a nyomást, a forró hőmérsékletet és a mérgező anyagokat, amelyek a legtöbb élőlény számára halálosak lennének.

Ezek az extrém körülmények számos figyelemre méltó alkalmazkodás kialakulását ösztönözték, mondja Nélia Mestre, az Algarve Egyetem tengeri ökotoxikológusa, aki szintén nem vett részt az új kutatásban. A kürtőkben élő Pompeii féreg (Alvinella pompejana) például olyan hőmérsékleten él, amelyet más állat nem tud elviselni, miközben a környezetét a szomszédos baktériumok számára kedvezőbb hőmérsékletre hűti. A szulfidokhoz hasonló vegyi anyagok kezelését pedig sok élőlény szimbiotikus mikroorganizmusokra bízza, amelyek oxidálják a toxint, és ártalmatlanná teszik.

Amikor Wang és kollégái 2016-ban először gyűjtöttek P. hessleri példányokat az Okinawa-árokból, azt gondolták, hogy a férgek is szimbiótáktól függhetnek. Általános szabály, hogy a mélytenger nem különösebben színes. Sok, a teljes sötétséghez szokott állat „unalmas” fehér színű, mint például a kísérteties Shinkaia crosnieri homár, amely a hidrotermális kürtők körül szaladgál, és amelyet szintén halvány mikrobiális biofilm borít. Mások, mint például az óriás csőféreg (Riftia pachyptila), narancssárga és vörös színűek, mert sejtjeiket hemoglobin tölti ki. A P. hessleri élénk sárga színe viszont meglehetősen egyedülálló, mondja Wang.

Mikroszkópos elemzéssel élénk színű, szinte tökéletesen gömb alakú szemcséket azonosítottak a férgek bőrsejtjeiben. Wang eleinte azt gondolta, hogy ez a szerkezet valamilyen szimbiotikus mikroba lehet, amely a féregben él. De további vizsgálatok kimutatták, hogy ez arzén-szulfid, egy arzénból és szulfidból álló ásvány, amelyet egykor a festők is nagyra becsültek lenyűgöző, aranyos színárnyalatáért.

A kutatók megállapították, hogy a P. hessleri nagy mennyiségű arzént halmoz fel bőrsejtjeiben, ahol a vegyi anyag a hidrotermális kürtőkből származó szulfiddal reagálva biomineralizált csomókat képez. Ez nem tökéletes megoldás, de elég hatékony: bár továbbra is mérgezők, a csomók sokkal kevésbé veszélyesek, mint bármelyik összetevőjük.

Wang reméli, hogy ezen „méregtelenítő” stratégia felfedezése tovább inspirálja a jövőbeli kutatásokat az óceán legrejtélyesebb területeivel, valamint az ott élő furcsa, csodálatos állatokkal kapcsolatban. „A mélytengeri állatok több figyelmet érdemelnek” – mondja.

És több védelmet is, teszi hozzá Mestre. Annak ellenére, hogy a hidrotermális kürtők és más mélytengeri ökoszisztémák még viszonylag feltáratlanok, máris érezhetőek rajtuk is az emberi tevékenység hatásai. 2021-ben a Mariana-árokban búvárkodó szakértők megdöbbenve fedeztek fel műanyag zacskókat, sörösüvegeket, üdítős dobozokat és még egy szinte sértetlen ruháskosarat is. Eközben a P. hessleri féregre, és más, az Okinawa-árok hidrotermális kürtőin és azok környékén élő állatokra aktív veszélyt jelent a mélytengeri bányászat is. „Nem szabad elfelejtenünk, hogy ezek az organizmusok már most is a tűréshatárukon élnek” – mondja Mestre. Az emberek által gyakorolt extra nyomás pedig könnyen számukra is elviselhetetlenné teheti a környezetet, teszi hozzá a szakértő.