Алексей Целлариус - Нескучная биология
Разнообразие инфузорий: 1 – инфузория-туфелька; 2 – инфузории, живущие в песке на морском побережье; 3 – хищная инфузория дидиний, поедающая туфельку; 4 – сидячая инфузория трубач; 5 – сидячие инфузории сувойки
Когда инфузория-туфелька плывет, согласованно гребя покрывающими ее тело ресничками, или брюхоресничная инфузория шустро бегает по дну, перебирая «ножками» – пучками длинных ресничек (они называются цирры), то движения ее отнюдь не бесцельны. Расположенные в мембране хеморецепторы позволяют «чуять» врага или добычу на довольно приличном, по меркам одноклеточных, расстоянии. В зависимости от получаемых сигналов инфузория останавливается (реснички перестают грести), поворачивается (реснички с разных сторон тела начинают грести в разном направлении), может двигаться задом наперед (реснички начинают грести в обратную сторону). Когда добыча настигнута, ряды ресничек, окружающих цитостом, загоняют ее в глотку.
Все эти сложные действия определяются в значительной степени быстрыми изменениями биохимических процессов. А всякое изменение биохимических процессов – это изменение набора ферментов. А ферменты синтезируются по программам, содержащимся в генах. А гены в данном случае содержатся в макронуклеусе. Так что макронуклеус играет в некотором роде роль «мозга» – органа управления текущими реакциями организма инфузории. И, вероятно, чтобы обеспечить быстрое реагирование, он и набит огромным количеством копий наиболее «ходовых» программ.
Инфузории живут в морях, в прудах и озерах, в почве, в лесных лужах, в грунтовых водах и в пищеварительном тракте животных. Среди этого обширного племени есть вполне мирные создания, своего рода коровы и овцы микромира, которые питаются исключительно одноклеточными водорослями. Но таких сравнительно немного, значительно больше среди инфузорий видов со смешанным питанием, которые едят любую мелочь, которая подвернется – бактерий, одноклеточных водорослей, амеб, мелких жгутиковых. Но есть инфузории, которые охотятся на крупную дичь – львы и тигры мира одноклеточных. Цитостом таких «тигров» может быть вооружен «клыками» – особыми выростами, крюками и стилетами, с помощью которых разрушается клеточная оболочка жертвы. Но чаще «тигр» «плюет» на жертву ферментами, которые растворяют оболочку. Есть инфузории, которые нападают даже на турбеллярий, ресничных червей. Есть среди инфузорий и паразиты. В кишечнике человека и свиней, например, встречается инфузория балантидий, которая может вызывать очень тяжелые заболевания.
Впрочем, не все инфузории, живущие в пищеварительном тракте, обязательно паразиты. В рубце копытных инфузории кишмя кишат, нормальная корова носит в своем желудке около двух килограммов этих созданий. Инфузории, наряду с многочисленными бактериями, перерабатывают растительную массу, а корове, фактически, остается только употреблять приготовленную сим-бионтами питательную смесь.
Одноклеточные водоросли
хризофиты – отдел одноклеточных протист, носящих название водорослей. Это преимущественно фотосинтетики, обладающие хлоропластами коричневого или золотистого цвета. Этот цвет им придает особый золотистый пигиент, маскирующий зеленый цвет хлорофилла, которого у хризофитов тоже хватает. Две самые крупные группы хризофитов, это золотистые и диатомовые водоросли. Очень многие золотистые водоросли имеют панцирь или скелет из кремнезема, большинство обладает жгутиками и способны активно передвигаться. Способность к фотосинтезу отнюдь не всегда гарантирует мирный характер золотистых. Многие хищничают, заглатывая бактерий и своих более мелких собратий.
Золотистые водоросли
Золотистые водоросли многочисленны как в пресных, так и в соленых водах от полярных широт до тропиков и являются пищей многих рыб. Диатомовые водоросли в жизни рыб играют еще большую роль. Эти одноклеточные создания – основная пища мальков очень многих видов рыб, как морских, так и пресноводных. Диатомеи в огромном количестве населяют моря, пруды, озера, болота и просто лужи и канавы. Жгутики у диатомей отсутствуют, но зато почти все они обладают необыкновенно изящным кремневым панцирем.
Динофлагелляты – еще один отдел одноклеточных протист, относимых к водорослям. Хлоропласты динофлагеллят произошли, вероятно, от той же группы бактерий, от которых произошли пластиды золотистых и бурых водорослей. Они очень похожи по составу пигментов и также имеют коричневый или золотистый цвет. Впрочем, довольно многие виды хлорофилла не имеют и вынуждены питаться бактериями. Это, кстати, многим из них явно не по душе и некоторые бес-цветные динофлагелляты исхитряются вернуться в автотрофное состояние, вступая в симбиоз с цианобактериями, которые поселяются внутри их клеток.
Динофлагелляты владеют двумя жгутиками и способны активно передвигаться (хотя встречаются и неподвижные, лишенные жгутиков виды). Некоторые из них выделяют необыкновенно мощные яды, действующие на нервную систему позвоночных. Зачем им это надо – одному Богу известно, поскольку каждой конкретной динофлагелляте это никакой пользы не приносит, она слишком мала, и яда выделяет слишком мало, чтобы съевшая ее рыба почувствовала себя нехорошо. Но для морских динофлагеллят известны резкие вспышки численности. Причины этих вспышек понятны плохо, но от этого никому не легче. Численность этих водорослей может возрастать до такой степени, что вода приобретает красный цвет. И вот тут-то приходится плохо не только рыбам, которые гибнут иногда в таком количестве, что сотнями тысяч покрывают пляжи. Плохо приходится и людям, которые динофлагеллят не едят, но едят моллюсков. Моллюски, в отличие от рыб, не дохнут, а накапливают яд в своих тканях. Покушав мидий или устриц, пойманных в районе вспышки, любитель морепродуктов рискует отправиться на тот свет.
Диатомовая водоросль: 1 – створки панциря; 2 – цитоплазма
Красные и бурые водоросли
Речь в этой главе пойдет о многоклеточных водорослях, красных и бурых, ранее принадлежавших к царству растений. Эти два отдела протист, как недавно выяснилось, вообще не родственники друг другу (равно как и водорослям зеленым). Они основательно отличаются по строению, по особенностям митоза, по некоторым другим признакам. Каждый из этих отделов имеет своих собственных предков – каких-то гетеротрофных эукариот, вступивших около миллиарда лет назад в симбиоз с фотосинтезирующими бактериями. Причем с разными бактериями. Насколько можно судить по составу хлорофилла и некоторым особенностям фотосинтеза, у красных водорослей предками хлоропластов были, вероятно, какие-то древние цианобактерии, а у водорослей бурых – бактерии, напоминающие некоторых современных пурпурных архебактерий.
Красные водоросли, или багрянки – весьма крупная группа, предпочитающая тропические моря. Немногие виды, правда, проникают и в высокие широты, и даже в пресные водоемы. Хотя багрянки не могут похвастаться эффектной внешностью и крупными размерами, но в морях число видов этих невзрачных существ больше, чем других водорослей вместе взятых. Ветвящееся тело красных водорослей состоит из переплетенных многоклеточных нитей, которые скреплены общей плотной желеобразной массой межклеточного вещества.
Внешне красные водоросли больше всего напоминают невзрачные мхи или лишайники. Славятся они и тем, что это самые глубоководные фотосинтетики на нашей планете. Есть виды, растущие на глубинах около трехсот метров, где освещенность составляет всего половину стотысячной (0,0005 %) освещенности на поверхности моря! Как они ухитряются фотосинтезировать при такой освещенности – неизвестно.
Красная водоросль порфира
Бурые водоросли – обитатели морей, причем предпочита-ют холодные воды. Это, в основном, довольно крупные создания, а некоторые – очень крупные. Среди бурых водорослей есть виды, достигающие шестидесяти, семидесяти метров в длину. Когда речь идет о подводных лесах, о зарослях водорослей, имеются в виду как раз водоросли бурые. К бурым водорослям относится, в частности, ламинария – всем известная морская капуста.
Тело бурой водоросли (слоевище) – напоминает лист или фестончатую ленту на черешке. На конце «черешка» – отростки, напоминающие корни, которыми водоросль крепится к грунту. Цвет может быть, действительно, бурым, но чаще вполне нормальный, зеленый. Крепятся ко дну не все бурые водоросли, есть среди них плавающие, например, знаменитые саргассовые водоросли, образующие в некоторых местах огромные скопления на поверхности моря.
Бурая водоросль саргассум
