Brīnumainās gliemenes atklāj savus noslēpumus

KAS ražo ūdensdrošu superlīmi, darbojas kā putekļsūcējs un pat palīdz zinātniekiem kaut ko iemācīties par gēnu labošanu? Tas ir mazais, necilais molusks, ko sauc par gliemeni.

Gliemenes ir izplatītas visā pasaulē. Vienas dzīvo jūrās un okeānos, turpretī citas mīt saldūdenī — upēs, strautos un ezeros. Divvāku čaulā slēpjas mīksts ķermenis, ko sedz ādai līdzīgs orgāns, kuru dēvē par mantiju. Tāpat kā visiem moluskiem, arī gliemenēm čaulu veido mantija, savienojot kalciju un oglekļa dioksīdu, kas tiek iegūti no uzņemtās barības un apkārtējā ūdens. Lai paveiktu kaut ko līdzīgu, mums, cilvēkiem, būtu jāēd akmeņi, sevī tie jāpārstrādā un pēc tam jāizdala gatavi celtniecības materiāli, no kuriem automātiski veidotos sienas un jumti. Bet zinātniekus sajūsmina nevis čaula, bet gan jūras gliemeņu kāja.

Gliemeņu superlīme

Pamēģiniet atraut gliemeni no akmens, un jūs pārliecināsieties, ka tā turas neticami stipri — un gliemenei ir tā jāturas, lai spētu pretoties gan izsalkušu jūras putnu aso knābju rāvieniem, gan vareno viļņu triecieniem. Bet kā tai izdodas pieķerties tik cieši? Kad gliemene ir izraudzījusies vietu, kur apmesties, tā izbāž no čaulas savu mēlei līdzīgo kāju un piespiež to pie cietas virsmas. Gropē, kas sniedzas visas kājas garumā, īpaši dziedzeri izdala šķidru olbaltumvielu maisījumu. Šis šķidrums ātri sacietē un pārtop par smalku, elastīgu, aptuveni divus centimetrus garu pavedienu. Pēc tam no sīciņa, spilventiņam līdzīga veidojuma pavediena galā izdalās dabiskas līmes lāsīte, gliemene paceļ kāju, un pirmā enkurķēde ir gatava. Šie atjautīgi izvietotie pavedieni, ko sauc par bisusu, izveido kūlīti, kas piesaista gliemeni tās jaunajai dzīvesvietai līdzīgi tam, kā virves notur vietā telti. Viss piestiprināšanās process aizņem tikai trīs četras minūtes. (Skat. attēlu.)

Iedomājieties ārkārtīgi spēcīgu līmi, kas nav indīga un kam ir tik zema viskozitāte, ka tā iespiežas vissīkākajās plaisiņās un bedrītēs un pieķeras pie jebkuras virsmas pat zem ūdens. Kuģu būvētājiem tā noderētu, lai remontētu kuģus, nenovietojot tos sausajā dokā. Automobiļu izgatavotāji būtu priecīgi par nevainojami ūdensdrošu krāsu, kas aizsargā pret rūsu. Ķirurgi augstu novērtētu drošu saistvielu, kas palīdzētu savienot lauztus kaulus un slēgt brūces. Zobārsti to varētu izmantot zobu plombēšanai un nolauztu zobu labošanai. Iespējamo izmantojumu uzskaitījumu varētu turpināt gandrīz vai bezgalīgi.

Tomēr zinātnieki nedomā šīs superlīmes ražošanai izmantot pašas gliemenes. Būtu vajadzīgas aptuveni 10 000 gliemenes, lai iegūtu vienu vienīgu līmes gramu. Daudzas gliemeņu sugas jau tagad ir apdraudētas, un, ja ievāktu tik daudz gliemeņu, lai apmierinātu pasaules pieprasījumu pēc superlīmes, gliemeņu populācija tiktu iznīcināta. Amerikāņu zinātnieki rīkojas citādi: viņi ir izolējuši un klonējuši gēnus, kas ļauj iegūt piecas gliemeņu lipīgās olbaltumvielas, un gatavojas laboratorijā tās sintezēt masveidā, lai šīs vielas varētu pārbaudīt rūpniecības nozarēs. Arī britu zinātnieki pētī vienu no šīm lipīgajām olbaltumvielām. Taču gliemenes tik un tā ir soli priekšā cilvēkiem. Vienīgi gliemene instinktīvi  zina, kāds olbaltumvielu maisījums ir nepieciešams katrai virsmai. Molekulārbiologs Frenks Roberto ar apbrīnu vaicāja: ”Kā lai atdarina kaut ko tādu?”

Putekļsūcējs

Gliemenes barojas, atfiltrējot no ūdens barības daļiņas. Vairākumam gliemeņu sugu katrs īpatnis ik dienas pārsūknē vairākus litrus ūdens un atdala no tā ne tikai barību un skābekli, bet arī tādu piesārņojumu kā kaitīgās baktērijas un indīgās ķimikālijas. Šī spēja padara gliemenes par lieliskām ūdens attīrītājām un ļauj tās izmantot agrīnai ūdens piesārņojuma konstatēšanai. Piemēram, simtiem gliemeņu ir ievietotas jūrā ap Ekofiskas naftas atradnēm pie Norvēģijas krastiem. Ik pēc dažiem mēnešiem zinātnieki tās izvelk no ūdens un izmēra piesārņojuma daudzumu to čaulās, lai noskaidrotu, vai jūrā izplūdušās ķīmiskas vielas nodara kaitējumu ūdeņu iemītniekiem. Kopš 1986. gada Ziemeļamerikas piekrastes un iekšzemes ūdeņos tiek īstenots īpašs projekts — ūdens kvalitātes kontrole ar gliemeņu palīdzību. Pētnieki gūst labu priekšstatu par visām izmaiņām ūdenī, katru gadu pārbaudot, kādas ķimikālijas ir uzkrājušās molusku audos. Ļoti parocīgi!

Viena saldūdens gliemeņu suga, mainīgā sēdgliemene, bieži tiek uzskatīta par kaitēkli. Šis īkšķa naga lieluma radījums, kura dzimtene ir Eiropas austrumu daļa, acīmredzot nejauši tika ieviests Ziemeļamerikā pagājušā gadsimta astoņdesmito gadu vidū, kādam transatlantiskajam kuģim izgāžot balasta ūdeni. Tālu prom no saviem dabiskajiem ienaidniekiem šīs sēdgliemenes ir strauji  savairojušās Lielajos ezeros un ar tiem savienotajos ūdensceļos un nodarījušas zaudējumus par miljoniem dolāru, jo tās aizsprosto ūdensņemšanas caurules un kā ar garozu pārklāj laivu, piestātņu un tiltu zemūdens daļas. Turklāt mainīgās sēdgliemenes ir izspiedušas vairākas vietējās gliemeņu sugas.

Tomēr situācijai ir arī gaišā puse. Tā kā sēdgliemenes ir izcilas ūdens filtrētājas, tās ātri attīra duļķainus ezera ūdeņus, aprīdamas peldošās aļģes. Pēc tam zaļie ūdensaugi atkal var sazelt un dot patvērumu citiem ezera iemītniekiem. Patlaban zinātnieki pētī iespēju likt lietā gliemeņu filtrēšanas spējas, lai atbrīvotu no kaitīgām baktērijām ūdenskrātuves, no kurām tiek ņemts dzeramais ūdens, un pat lai attīrītu notekūdeņus ūdens attīrīšanas stacijās.

Citas spējas

Vai jūs zinājāt, ka dažas saldūdens gliemeņu sugas veido dabiskas pērles, starp kurām mēdz būt arī ļoti augstvērtīgi eksemplāri? Ja esat kādreiz valkājis rotaslietas ar perlamutra inkrustācijām vai nēsājis apģērbu ar perlamutra pogām, ziniet, ka arī šis materiāls visdrīzāk bija iegūts no gliemenēm. Visās varavīksnes krāsās vizošais perlamutrs klāj gliemeņu vāku iekšpusi, un tas bieži tiek izmantots mākslīgai pērļu audzēšanai: pērlenē tiek ievadīta no citas gliemenes čaulas izgriezta niecīga perlamutra lodīte. Reaģējot uz kairinājumu, pērlene sāk pārklāt svešķermeni ar perlamutra kārtu, un galu galā izveidojas pērle.

Protams, jāpiemin arī tas, ka dažas jūras gliemenes mums noder pārtikai. Jau kopš tālas senatnes cilvēki labprāt mielojas ar gardo, uzturvielām bagāto gliemeņu gaļu, sagatavotu pēc visdažādākajām receptēm. Piemēram, franču mājās jūs varētu nogaršot moules marinière — gliemenes, kas sautētas baltvīnā kopā ar šalotēm. Spānieši tās bauda no daudzām sastāvdaļām pagatavotā ēdienā, ko dēvē par paella, savukārt beļģi gliemenes pasniedz lielā, kūpošā katlā un ēd ar eļļā ceptiem kartupeļiem. Daudzviet pasaulē gliemeņu ievākšana komerciālos nolūkos ir ienesīgs bizness, ar ko nodarbojas lielas firmas, bet dažās Eiropas zemēs joprojām darbojas arī nelieli ģimenes uzņēmumi. Jāņem vērā kāds brīdinājums: ja vēlaties pamēģināt šo gardo ēdienu, pārliecinieties, vai gliemenes nāk no uzticama avota, un nekādā ziņā nevāciet gliemenes krastmalā pats, ja neesat pilnīgi drošs, ka ūdens nav piesārņots.

Kas zina, kādus vēl noslēpumus gliemenes varbūt atklās? Dažas no tām taču, kā stāsta, dzīvojot pat vairāk nekā simt gadu! Gliemenei ir sīciņa sirds, kas sūknē caurspīdīgas asinis, taču tai nav smadzeņu. Kā gan tā spēj veikt tos apbrīnojamos darbus, par kuriem šeit bija stāstīts? Atbilde ir lasāma Bībelē: ”Jautā zemes tārpiem, un tie tevi pamācīs, un jūŗas zivis tev to izstāstīs: kas gan no visiem tiem to nezinātu un neatzītu, ka tā Kunga roka to visu, visu pasauli ir darījusi.” (Ījaba 12:8, 9.)

[Papildmateriāls/Attēls 24. lpp.]

Gēnu labotāja

Dziļūdens gliemenes (Bathymodiolus) mīt vienā no nemājīgākajām vietām uz zemeslodes — Vidusatlantijas grēdā, kur no karstajiem zemūdens avotiem šļācas ārkārtīgi toksiski savienojumi, kas bojā gliemeņu ģenētisko struktūru. Taču ar īpašu fermentu palīdzību tās pastāvīgi ”remontē” savu DNS. Zinātnieki pētī šos fermentus cerībā atklāt, kā izlabot cilvēku DNS, ko bojājusi slimība vai novecošana.

[Shēma/Attēls 23. lpp.]

(Pilnībā noformētu tekstu skatīt publikācijā)

Piestiprināšanās paņēmiens, ko izmanto daudzas gliemenes

Kāja

Stumbrs

Bisusa pavedieni

Pavediens

Plātnīte

[Attēls 22. lpp.]

Gliemenes ir lieliskas ūdens attīrītājas

[Norāde par autortiesībām]

Ontario Ministry of Natural Resources/Michigan Sea Grant

[Attēli 23. lpp.]

Perna viridis

Mīdija

Mainīgā sēdgliemene

Mytilus californianus

Villosa iris

(Gliemenes nav attēlotas vienādā mērogā)

[Norādes par autortiesībām]

Perna viridis: Courtesy of Mote Marine Laboratory; sēdgliemene: S. van Mechelen/University of Amsterdam/Michigan Sea Grant; villosa iris un apakšā pa kreisi: © M. C. Barnhart

[Attēls 24. lpp.]

Spāņu ēdienā, ko dēvē par paella, bieži ietilpst arī gliemenes