Розповідаємо про рекордсменів серед одноклітинних - бактерії розміром з ніготь і водорості розміром з м'яч - а також про головну загрозу існуванню цих велетнів мікроміру.
Ми звикли думати, що для того, щоб побачити живу клітку, знадобиться мікроскоп. Але це не завжди так. Наприклад, найбільша клітина людського тіла, яйцеклітина, досягає в діаметрі 0,1 мм і цілком різна неозброєним оком. Найбільшою кліткою взагалі зазвичай називають страусине яйце, хоч це і «читерство»: клітина в ньому дійсно одна - зародок майбутньої птиці - але левовий об'єм яйця припадає на запаси поживних речовин. Але в природі є і справжні велетні, повноцінні живі клітини, які можна не тільки побачити, але і просто взяти, відчувши тяжкість у своїй долоні.
Типові розміри клітин, органелл, вірусів і молекул
Типові розміри клітин, органелл, вірусів і молекул
Бактерії: клітини до 2 см
На відміну від грибів, рослин і тварин, бактеріальні клітини не містять ядер, і їх ДНК знаходиться прямо в цитоплазмі. Крім того, вони значно дрібніші, зазвичай не більше декількох мікрон - як окремі органели, що працюють в клітинах еукаріот. Але ось недавно, вивчаючи мікрофлору мангрових заростей на Карибських островах, біологи відкрили вкрай незвичайні бактерії, що набирають в середньому близько сантиметра довжини. Зовні Thiomargarita magnifica схожі на дрібні цвілеві грибки: одним кінцем вони кріпляться до субстрату - палого листя мангрових рослин - і поступово подовжуються. Найбільші екземпляри виростають до 2 см при діаметрі в 0,15 мм, немов тонкі нитки. Ближче до кінця на них поступово утворюються перемички, від яких час від часу «відмовляються» нові клітини бактерій.
Все це сильно нагадує минулого рекордсмена розмірів серед прокаріот, Thiomargarita namibiensis, знайдених в донних опадах поблизу узбережжя Намібії і досягають 0,75 мм довжини. І ті, й інші накопичують кристали сірки, завдяки яким їхні нитчасті клітини переливаються на світлу всіма кольорами веселки. Завдяки цьому ефекту вони і отримали родову назву Thiomargarita - «сірчана перлина». Цікаво, що ці бактерії містять щось на зразок ядер - мембранні структури, всередині яких знаходиться ДНК. Клітина може мати близько 700 таких «псевдо-ядер» і несуть близько 11 тисяч генів, що теж досить чимало для прокаріот. Втім, ці велетні мікробного світу все-таки не йдуть ні в яке порівняння з одноклітинними еукаріотами.
Кожна нитка Thiomargarita namibiensis - окрема бактеріальна клітина
Кожна нитка Thiomargarita namibiensis - окрема бактеріальна клітина
Водорості: клітини до 20 см
У тропічних морях досить широко поширена валонія пузата (Valonia ventricosa), вона ж «очне яблуко моряка» - водорость, сферичні клітини якої досягають 5 см в діаметрі. Але якщо піти на велику глибину, куди не досягає сонячне світло, можна виявити ще більш екзотичних істот. Місцеві ксенофіофори можуть виростати з невеликого м'яча - до 20 см - при цьому залишаючись однією і повністю самостійною кліткою. Ксенофіофори зустрічаються на глибинах аж до 10 км, покриваючи цілі ділянки дна, вкрай бідної поживними речовинами і життям, справжніми «лугами» з клітин найрізноманітніших мінливих форм.
Ксенофіофори харчуються, відфільтровуючи з води органіку, що опускається з поверхні. Як і у інших форамініфер, на їх поверхні відкладається крихкий «скелет» з вапняку, пов'язаного органічними клейкими адгезивами. Клітина гілиться, заповнюючи кожну ділянку свого власного лабіринту. А дрібні рибки Paraliparis з сімейства морських слимаків відкладають сюди свою ікру. Ці риби мають особливий яйцеклад, довгий і порожній, немов голка шприца. Він дозволяє їм заносити ікринки в найнесподіваніші місця: всередину нерухомих губок або раковин молюсків, на жабри ракоподібних - і під екзоскелет ксенофіофор.
Придонний «килим» з одноклітинних ксенофіофор впереміжку з марганцевими конкреціями
Придонний «килим» з одноклітинних ксенофіофор впереміжку з марганцевими конкреціями
На захист одноклітинних
Тут же туляться й інші глибоководні жителі, що знаходяться притулок пліч-о-пліч з гігантськими одноклітинними: рачки і молюски, багатощетинкові хробаки і губки. Одна клітина ксенофіофори може сусідити з сотнями таких багатоклітинних розмірами менше за неї, і не всі ці тварини описані наукою. Не дивно, що в Міжнародній інформаційній системі сільського господарства і суміжних з ним галузях (AGRIS), яка розвивається під егідою ООН, ксенофіофори названі одними з індикаторів стійкості морських екосистем, поряд з коралами. Їх пошкодження і руйнування «оазисів одноклітинних» на дні ставить під загрозу цілі групи місцевих організмів.
А між тим, найрозкішніші придонні сади ксенофіофор, які поки що вдалося знайти, знаходяться якраз в місцях, повних ризику - наприклад, на абіссальних рівнинах Зони розлому Кліппертон, на схід від Гавайських островів в Тихому океані. Тут вони покривають мільйони квадратних кілометрів, причому на кожному квадратному метрі вміщується дол 12 гігантських одноклітинних. Загроза знаходиться тут же, у формі важких сфер - конкрецій корисних мінералів, що повільно кристалізувалися з води. Такі утворення складені цінними металами, такими як марганець, і привертають величезний інтерес.
Цілий ряд компаній - таких як Nautilus Minerals - займаються створенням технологій і роботизованої техніки для розробки таких глибоководних родовищ. Такі проекти становлять величезну загрозу для всього придонного життя, а особливо - для великих, але чутливих одноклітинних ксенофіофор, від яких залежить безліч сусідів. Втім, перспективи підводного видобутку ресурсів і боротьби з ними - це зовсім інша історія, про яку ми якось вже розповідали.