The Fantastically Weird World of Photosynthetic Sea Slugs | Michael Middlebrooks | TED

Переводчик: Yulia Kallistratova Редактор: Elena McDonnell

I'm going to talk to you today about sea slugs and solar power.

Сегодня я расскажу вам о морских слизнях и солнечной энергии.

My background and what I do -- I'm an invertebrate zoologist.

По профессии я — биолог, изучающий беспозвоночных.

So invertebrate animals are animals that don't have a backbone.

Беспозвоночные животные — это животные, не имеющие хребта.

So this is actually most of the animals on the planet.

И таких животных на планете большинство,

It ranges from things like insects to clams to sea sponges to worms.

начиная с насекомых и заканчивая моллюсками, морскими губками и червями.

And a great other many things

А также многими другими интересными видами,

that we don't have time to talk about today.

о которых мы сегодня поговорить не успеем.

On our planet, most of the biological energy that we have available

Большинство биоэнергии нашей планеты

comes, ultimately, from the sun.

поступает от солнца.

The process from this being converted to solar energy,

Процесс преобразования солнечной энергии

to biological energy is photosynthesis.

в энергию биологическую называется фотосинтезом.

You’re probably familiar with this as something that plants do.

Вы наверняка знаете о нём как процессе растительного мира.

And all of the food that we eat ultimately comes from photosynthesis,

Всё, что мы едим, — так или иначе является продуктом фотосинтеза:

either us directly eating plants or eating animals that eat plants.

мы едим либо растения, либо животных, питающихся растениями.

And that's really where all of the energy

Именно оттуда берётся вся энергия,

that all of the animals have comes from.

которой обладают все живые существа.

However, there are a few animals that have managed to get around that

Однако некоторым животным удалось преодолеть эту зависимость

and become photosynthetic themselves

и научиться осуществлять фотосинтез,

and are able to capture the energy from the sun,

то есть самим перерабатывать солнечную энергию

convert it into biological energy, right?

и превращать её в биологическую.

So just like plants, they take carbon dioxide in sunlight,

Так же, как растения, эти животные поглощают углекислый газ

turn it into sugar and oxygen.

и обращают его в сахар и кислород.

The best and most famous example of this are the corals.

Наиболее известный пример тому — кораллы.

The photos that we're looking at here

На этих фотографиях

are some some corals from the Red Sea in Egypt

показаны кораллы из Красного моря в Египте

and from a reef in Cuba.

и из рифов на Кубе.

All the photos I'm going to share with you today are photographs I've taken.

Все снимки, которые вы увидите сегодня, я сделал сам.

And when I've gotten photos from the field,

Кому интересно, снимки, сделанные на природе,

I put the location there, if you're interested.

я пометил географическим положением.

The photos from the laboratory won't be labeled like that.

На фотографиях из лаборатории таких пометок не будет.

They have a black background on them.

Все они сделаны на чёрном фоне.

Corals are able to photosynthesize because of a special partnership,

Кораллы способны осуществлять фотосинтез за счёт особого партнёрства —

a symbiosis that they have

симбиоза с одноклеточными водорослями,

with a single-celled algae called zooxanthellae.

называемыми зооксантеллами.

The algae live inside of cells of the coral,

Эти водоросли живут внутри клеток коралла,

capture the sunlight and provide the corals with sugar.

поглощают солнечный свет и отдают кораллам сахар.

So effectively we have photosynthetic animals.

Таким образом, мы имеем фотосинтезирующих животных.

This is unusual,

Это довольно необычно,

but actually occurs in quite a lot of the corals

но встречается у многих кораллов

and many of their relatives,

и их родственников,

and actually happens in a fair number of other animals as well.

и даже у многих других животных.

So we see this in things like some sea sponges,

Мы наблюдаем это в некоторых морских губках,

we see this in some flatworms,

у плоских червей

and we see it in other animals closely related to corals

и у ряда других животных, находящихся в родстве с кораллами,

like sea anemones and jellyfish.

таких как актинии или медузы.

So this is an upside down jellyfish.

Здесь вы видите перевёрнутую медузу.

This is an organism that, just like the corals we were talking about,

В её организме, подобно кораллам, о которых мы говорили ранее,

has these zooxanthellae inside of them and can photosynthesize.

находятся зооксантеллы, способные к фотосинтезу.

So this animal lives in like, shallow mangroves throughout the world

Эти медузы живут по всему миру в неглубоких манграх

and just lays on the bottom, capturing sunlight.

и, лёжа на дне, поглощают солнечный свет.

I keep a few in my laboratory that I use for teaching,

Я держу их у себя в лаборатории и использую на лекциях,

and I don't actually have to feed them.

при этом мне не нужно их кормить.

I just give them light from one of my aquarium lights,

Я просто направляю на них свет от одного из аквариумов,

and I’ve managed to keep some of them there for two years.

и некоторые из них живут так вот уже два года.

And I use them in my invertebrate zoology courses.

Я показываю их на курсах по биологии беспозвоночных.

I like the jellyfish, though,

Я предпочитаю медуз,

even though the coral is perhaps a more famous example.

хотя кораллы, пожалуй, более известны.

The jellyfish is nice because we can take a tentacle of a jellyfish

Медуза хороша тем, что у неё можно взять щупальце,

and look at it under the microscope,

поместить его под микроскоп

and that allows us to see this process.

и наблюдать за процессом.

So this is a micrograph, a microscopic photograph I've taken,

Перед вами микрография — микроскопическая фотография

of some zooxanthellae from the tentacle

нескольких зооксантелл со щупальца

of the upside-down jellyfish Cassiopeia.

перевёрнутой медузы Кассиопея.

And I did this back at my laboratory in Tampa.

Я сделал этот снимок в своей лаборатории в Тампе.

And all of those little golden brown spheres that we're seeing,

Каждый из этих золотых шариков

each one of those is one of those algal cells.

и есть одна клетка водоросли.

So they're loaded in there quite densely.

Как видите, они живут там довольно плотно,

There's a lot of them there.

их там очень много.

So these animals are able to photosynthesize that way.

Благодаря им эти животные могут фотосинтезировать.

So it's quite remarkable that we have animals

Вообще, удивительно, что существуют животные,

that are not doing the typical animal thing.

которые питаются не как обычные животные.

The jellyfish can still feed, and in the wild, they do.

Медузы, конечно, питаются обычным путём,

But they can get most of their energy just from the sun.

но бóльшая часть энергии поступает к ним прямо от солнца.

Fantastic.

Просто поразительно.

I primarily study a group of organisms called mollusks.

Я изучаю главным образом группу организмов, называемых моллюсками.

Mollusks are probably familiar to some of you,

Моллюски многим из вас знакомы,

if, because of nothing else,

скорее всего,

because of their shells and in some cases as food.

своими раковинами, а также как морепродукты.

So these include animals like snails and clams.

К ним относятся такие животные, как улитки и мидии.

Also things like octopus and squids

А ещё такие звери, как осьминоги и кальмары,

and some other strange things that we won't have time to go into today.

а также другие странные существа, на которых у нас сегодня нет времени.

But the mollusks are a fantastically diverse group.

В общем, моллюски фантастически разнообразны.

They are the second most diverse group of animals on the planet

Это вторая по разнообразию группа животных на планете

after the arthropods,

после членистоногих,

which win out because of the insects.

которые выходят на первое место лишь за счёт насекомых.

But in terms of sheer diversity in body form,

Однако чисто в плане разнообразия форм

the mollusks, I would argue, are in fact the most diverse

я бы поспорил, что у моллюсков различий больше —

and range from things smaller than grains of rice

от видов меньше рисового зёрнышка

to colossal squids that are absolutely enormous.

до колоссальных, немыслимо громадных кальмаров.

And we have photosynthesis within our mollusks as well.

И вот у моллюсков тоже присутствует фотосинтез.

So these are giant clams.

Посмотрите на этих гигантский особей.

They're fantastically beautiful animals.

Это поразительно красивые животные.

They live in tropical coral reefs in the Indo-Pacific, primarily.

Они обитают в тропических коралловых рифах Индо-Тихоокеанского региона.

And when I say giant, there's a range.

Я назвал их гигантскими, но это относительно.

Some of the species aren't quite so large,

Некоторые из них не такие большие,

but some of them are absolutely enormous, and they’re beautiful.

зато другие просто громадные и очень красивые.

And a lot of the coloration we're seeing in some of these

А разные цвета, которые мы наблюдаем,

comes from their symbiotic algae.

им часто придают симбиотические водоросли.

They have the same zooxanthellae that we saw within the corals.

Это те же зооксантеллы, которые мы видели в кораллах.

Unfortunately, giant clams are rather difficult to see in the wild.

К сожалению, гигантские моллюски редко встречаются в дикой природе.

They've been overharvested in many areas because people want their large shells

Во многих регионах их истребили из-за популярности больших раковин,

and they are also eaten.

или они просто пошли в пищу.

That's a very interesting symbiosis too.

Итак, это ещё один интересный симбиоз.

But the group that I'm most interested in are called the gastropods.

Но больше всего меня интересует группа брюхоногих.

Gastropods are snails and slugs.

К ним относятся улитки и слизни.

So your typical garden snail that you may be familiar with

Так, обычная садовая улитка, которая вам хорошо знакома,

and many of the seashells

и многие морские раковины,

that you may have collected visiting the beach

которые вы собираете на пляже,

come from gastropods.

относятся к группе брюхоногих.

So this is a tremendously diverse group of mollusks.

Это необычайно разнообразная группа моллюсков,

They're the most diverse group of mollusks in terms of number of species.

точнее, самая разнообразная по количеству видов.

Quite a large number of them.

Их действительно очень много.

And they're fantastically interesting.

И они чрезвычайно интересны.

I wish we had time to go into more of them here.

Жаль, что у нас на них не так много времени.

The one in the middle is a cone snail,

В центре вы видите конусную улитку,

one of the most venomous animals on the planet.

это одно из самый ядовитых существ на планете.

And also a ...

Поэтому она —

subject of a great deal of biomedical research

предмет биомедицинских исследований,

studying the potential of its venom.

сосредоточенных на потенциальной пользе её яда.

But my real passion is slugs.

Но моё самое сильное увлечение — слизни.

My favorite thing to do is go scuba diving in a tropical coral reef

Я обожаю плавать в тропических коралловых рифах

and look for sea slugs.

в поисках морских слизней.

And a sea slug, ultimately, or any slug,

А морской, как и любой другой слизень —

is a snail that, over the course of evolution, has lost its shell.

это улитка, в ходе эволюции потерявшая свою раковину.

So a slug is just a snail minus the shell, right?

То есть слизень — улитка без ракушки, так?

And this has happened multiple times.

Причём происходило это неоднократно.

This was not a single evolutionary event,

Это не единичное эволюционное событие,

but one that occurred over and over again.

а происходившее в разных условиях много-много раз.

And so we have multiple unrelated groups of snails

Множество неродственных групп улиток в процессе эволюции

that have either greatly reduced or lost their shell over the course of evolution.

либо значительно уменьшали, либо вовсе теряли раковины.

There's a few of them shown here,

Вот некоторые из них,

just to show you some variety.

чтобы вы увидели их разнообразие.

This includes the head shield slugs.

Здесь и цефаласпиды со щитообразной головой,

There are sea hares as well as the pulmonates, or air-breathing, slugs,

и морские зайцы, и лёгочные улитки,

which may show up in your garden

которые могут забраться в огород

and cause you a great deal of displeasure.

и доставить вам массу неприятностей.

Now, the most common question that I get

Самый частый вопрос, который мне задают,

when I tell people what I do for a living, studying slugs,

когда говорю, что изучаю слизней,

is, “Why would you do that?

это «почему?»

Why study slugs?

«Почему именно слизней?

You could do anything.

Ведь можно изучать что угодно?

Why do that?"

Но слизней?»

And I think the best way to explain this to you all is not to tell you,

Мне кажется, проще всего не рассказать,

but to show you.

а показать.

So here are some of the slugs I've encountered in my travels.

Вот некоторые особи, которых мне посчастливилось увидеть.

They are fantastically weird.

Они фантастически своеобразны.

They're fantastically beautiful.

Они фантастически прекрасны.

They do some very strange things.

Они ведут себя совершенно поразительно.

There’s a lot of really interesting biology going on with these animals.

У этих животных любопытнейшая биология.

And there’s so much that we don’t know.

И столько неизученного!

Many slugs,

О многих из них

the only scientific paper written on them is a species description.

мы не знаем ничего, кроме описания вида в научных статьях.

And there's many more out there that haven't even been described.

А у множества других даже описания нет.

So there's so much for us to learn and so much that we don't know.

Тут столько неизведанного и такой простор для изучения!

It's just wide open and so fascinating to me.

Тут целый фантастический мир, открытый для исследований.

Now, in the ocean, there are many types of slugs.

Итак, в океане обитает множество видов слизней.

I've sort of shown you that already.

Это я вам уже показал.

There's two groups that I'm going to tell you about now.

А теперь расскажу о двух отрядах.

One group is probably the most famous of them

Один, пожалуй, наиболее известен

and certainly the most diverse in terms of total number of species,

и наиболее разнообразен по количеству видов —

are the nudibranchs.

отряд голожаберных.

And that name, “nudi,” means naked,

Как видите, слово состоит из двух частей:

but "branch" means gills.

«оголённые» и «жабры».

So it's referring to those feathery tufts that we're seeing on these animals.

И относится оно к тем пушистым хохолкам, которые являются их отличительной чертой.

They're beautiful, they're diverse, they're interesting,

Необычайно красивые, разнообразные и интересные животные,

and they're carnivores.

причём хищники.

They eat other animals, mostly -- they are slugs, right,

Они питаются в основном другими животными, но, будучи слизнями,

so they’re not chasing things down.

они не гоняются за добычей,

They eat other slow things.

а поедают медлительных.

So sometimes other slugs,

Иногда других слизней,

they also eat things like sponges and in some cases,

иногда губки и в некоторых случаях

relatives of our corals,

родственников кораллов —

like sea anemones.

например, актинии.

And some of these nudibranchs that do that

А некоторые из таких голожаберных

are able to take those zooxanthellae that we were talking about earlier,

способны подбирать зооксантелл, о которых мы уже говорили,

put them inside of their own cells,

всасывать их в свои клетки

and then they become photosynthetic.

и самим осуществлять фотосинтез.

So they steal their photosynthesis.

Другими словами, они похищают фотосинтез.

They're excellent thieves.

Они — первоклассные воры.

Some of them even steal the stinging cells out of jellyfish and anemones

Некоторые даже похищают жалящие клетки у медуз и актиний

and use them for their own defense.

и используют их для собственной защиты.

Absolutely fantastic.

Уму непостижимо!

This is my favorite group of slugs.

А вот мой любимый отряд слизней:

These are the sacoglossan sea slugs.

мешкоязычные морские слизни.

They are also thieves.

Они тоже воры.

They are, you may notice, green, right?

Они, как вы уже заметили, зелёного цвета.

Some of them are green for camouflage,

У одних зелёный цвет для маскировки,

but many of them are green for a very different reason.

у других совсем для иных целей.

These slugs are herbivores,

Эти слизни травоядны,

and they have a special single little tooth,

у них имеется особенный зубик,

and they just poke one little hole into the algae,

которым они вгрызаются в водоросль

and then they slurp out the contents inside of it.

и всасывают в себя её содержимое.

And they take some of those contents and they digest them.

Часть этого содержимого они переваривают,

But others, the chloroplasts,

а часть — хлоропласты,

which are the organelles inside of a plant cell

то есть органеллы внутри растительных клеток,

that allows plants to photosynthesize,

с помощью которых происходит фотосинтез, —

the slugs take those and stick them inside of their own cells,

слизни помещают внутрь собственных клеток

and then they become photosynthetic.

и сами осуществляют фотосинтез.

We call this kleptoplasty.

Мы называем это клептопластией

"Klepto", as in to steal, "plasty" as in chloroplast, right?

от слов «клепто» — красть и «пластия» — хлоропласт.

So they've stolen chloroplasts.

Они крадут хлоропласты.

And these slugs, it varies,

И сроки у них разные:

some of them can only do this for a couple of days,

некоторые сохраняют эту способность несколько дней,

but some can do this for many months, even complete their entire life cycle.

у других же она остаётся на месяцы или вообще до конца жизни.

Let's take a little bit closer look

Давайте присмотримся

at the digestive track of one of these slugs.

к пищеводу одного из таких слизней.

This is a photo by my colleague Nick Curtis.

Фотографию сделал мой коллега Ник Кертис.

And this is showing us the digestive tubules of these animals.

На ней вы видите пищевые каналы этих животных.

So their digestive track is highly branched.

Пищевод у них чрезвычайно разветвлён,

It goes in many different directions.

он расходится во все стороны.

And at the end of these branches,

А на концах этих ответвлений

we have these cul de sacs that are loaded with chloroplasts.

находятся мешочки, набитые хлоропластами.

If we look closer at a single cell in one of these cul de sacs,

Если увеличить одну из клеток такого мешочка,

also a photo by my colleague Nick Curtis,

что и сделал мой коллега Ник Кертис,

we see a single cell here.

мы получим снимок единственной клетки.

That's what we're looking at, that structure labeled N.

Нас здесь интересует часть, обозначенная буквой N.

That is the nucleus of the cell.

Это ядро клетки.

But all of those structures labeled C and everything that looks like them,

А элементы, обозначенные буквой С, и всё, что на них похоже,

those circles, those are chloroplasts,

все эти кружочки — это хлоропласты.

and they're jammed in there so tight and so dense

Они так плотно заполняют клетку,

that there's more chloroplasts in that cell

что их там больше,

than you would find in the algae, at least in terms of density.

чем в водорослях — во всяком случае по плотности.

This is wonderful.

Поистине замечательно.

These animals have stolen photosynthesis,

Эти животные украли фотосинтез

and you can see some of them kind of look like leafs, right?

и, как видите, сами напоминают листья:

They're super green,

такие же ярко зелёные

they're fantastically photosynthetic.

и прекрасно справляющиеся с фотосинтезом.

And how they do this is somewhat of a mystery.

Как они это делают, во многом остаётся загадкой.

Taking a chloroplast and sticking inside of a cell

Сами по себе хлоропласты, помещенные в клетку,

is not enough to become photosynthetic.

не дают фотосинтеза.

Chloroplasts need things that the algae provide to them

Хлоропластам нужны ещё вещества, которыми их снабжают растения,

that animals shouldn’t be able to do.

но которых не должно быть у животных.

And we've started to unravel some of this.

Мы только начинаем это постигать.

And this is a slow process

Это долгий процесс,

and something that we're just really scratching the surface of.

мы имеем лишь очень поверхностные представления.

But one of the things that we've discovered for the two slugs shown here,

Но кое-что мы обнаружили у вот этих двух видов:

the emerald sea slug,

изумрудный слизень,

which can photosynthesize for its entire adult life cycle,

способный к фотосинтезу в течение всей взрослой жизни,

nine months after one meal.

спустя девять месяцев после приёма пищи,

And the lettuce sea slug,

и элизия кудрявая,

which lives throughout the Caribbean

обитающая в Карибском бассейне

and the primary one I study,

и первый изученный мной вид,

photosynthesizes three or four months after a meal.

способная к фотосинтезу в течение 3-4 месяцев после приёма пищи.

Both of these animals are able to make chlorophyll,

Оба этих вида производят хлорофилл —

which is one of the chemicals

один из химических компонентов,

that is needed for photosynthesis to occur.

необходимых для фотосинтеза.

And animals should not be able to do this.

Обычно животные к этому не приспособлены.

But somehow these slugs have managed to do it.

Однако слизни каким-то образом ухитряются это делать.

And so this is one of the things that I find really exciting

Для меня это одно из самых захватывающих открытий,

and that we're trying to unravel.

которое мы пытаемся объяснить.

But there's so many things that we still don't know about this.

И всё же мы столького пока не знаем.

So many questions we haven't even thought of yet to ask.

Мы ещё даже не придумали вопросы, на которые стоит искать ответ.

What's going on here at the cellular level?

Что происходит у них на клеточном уровне?

What's happening at the molecular level?

Что происходит на молекулярном уровне?

What's happening at the biochemical level?

Что происходит в их биохимии?

We're starting to get the answers to these questions.

Мы лишь начинаем отвечать на подобные вопросы,

But there's so much we don't know yet.

но ещё очень далеки от понимания.

Why are some of them blue?

Почему какие-то из них синие?

I have no idea.

Понятия не имею.

But some of our slugs are occasionally this wonderful blue color,

Но среди слизней иногда встречаются восхитительно синие особи,

something we hope to someday figure out.

и мы надеемся однажды понять, почему.

So I hope you've enjoyed this introduction to sea slugs.

Я надеюсь, что вам понравилось это введение в морских слизней,

I hope this leaves you curious to learn more

что пробудил в вас любопытство и желание узнать больше

about slugs and other invertebrates.

о слизнях и других беспозвоночных.

There's just so much that we don't know and so much out there for us to learn.

Мы знаем о них так мало, что простор для изучения безграничен.

Thank you very much.

Спасибо за внимание.

(Applause)

(Аплодисменты)