Хруст клеточной стенки не предвещал ничего хорошего. Сморщившись от боли, водоросль почувствовала, как солнцеподобный рыжий монстр, припав к ней голым телом и проделав в ней прокол, присосался к ране смрадными губами и начал высасывать жизненные соки вместе со всем содержимым поврежденной клетки, а что осталось на стенках – долизывать ложноножками. И пока она скукоживалась, тело вампира зловеще набухало, готовясь разродиться несколькими копиями таких же сосунов…
Амеб-вампиров впервые открыл в середине XIX века немецкий ботаник Иоганн Баптист Георг Вольфганг Батрахосперм Фрезениус, а в 1865 году польско-российский биолог, пионер микробиологии Лев Ценковский подробно рассказал об их жизни и пищевом поведении, дав им латинское имя Vampyrella. Дальнейшие открытия подобных протистов сформировали целый отряд Vampyrellida в супергруппе Rhizaria – около полусотни описанных видов плюс множество неописанных, зачастую известных лишь по фрагментам ДНК из проб со всего мира. Эти прожорливые создания обнаружены в пресных водах и почве на всех континентах, кроме Антарктиды, и во всех океанических экосистемах, включая гидротермальные источники.
Питаются вампиреллиды не только одноклеточными и многоклеточными водорослями растительной природы, но и всевозможными протистами, грибами и даже микроскопическими животными – круглыми червями (нематодами) и яйцами коловраток. Кто-то специализируется на определенной пище, как разные виды рода Vampyrella (любители зеленых и харофитовых водорослей), а кто-то гурман-генералист, как Leptophrys vorax (даже его видовое имя намекает на обжорство). При недостатке пищи клетки у некоторых видов могут объединяться в плазмодии, которые перемещаются на большие расстояния в поисках пропитания. Ну а когда насосутся, вампиреллиды выстраивают вокруг себя плотную стенку и образуют неподвижную цисту – в этом «гробике» они переваривают пищу и делятся. Был один вампир – стало два (у вампирелл – четыре)!
Описанный в самом начале способ питания – это архетипичная для вампиреллид «экстракция протопласта» (то есть извлечение содержимого клетки), которую наблюдал Ценковский. Но есть и другие пищевые стратегии на основе фагоцитоза: «свободный захват» (простейший фагоцитоз), «вторжение в колонию» (с образованием пищеварительных цист внутри нее) и «проникновение в добычу» (затем возможны гастротуры из клетки в клетку в нитчатой водоросли). Они необязательно исключают друг друга – некоторые генералисты могут переключаться с одной стратегии на другую в зависимости от добычи. В целом подобное многообразие взаимодействий с добычей нехарактерно для большинства хищных протистов. А тут еще и пятый вариант обнаружился, весьма неординарный.
Ученые были малость обескуражены, когда в пробах осадка из неглубоких водоемов пустошей в окрестностях Кельна и Рекке (Германия) нашли относительно крупненькие пищеварительные цисты незнакомой вампиреллиды без клеточной добычи внутри них. Никаких сморщенных водорослей с вампирскими проколами рядом также не валялось, зато были разбросаны разломанные пополам оболочки одноклеточных харофитов—конъюгат рода Closterium, живая популяция которых выглядела довольно упадочной. Что ж, протистологи вырастили этих вампиреллид, названных Strigomyxa ruptor, и выяснили, что происходит на залитом солнцем дне немецких прудовых угодий.
Округлые амебы размером 50–150 микрометров с рыжей гранулированной цитоплазмой, как оказалось, охотно навостряют свои тоненькие, иногда раздвоенные ложноножки-филоподии в сторону серповидных клостериумов и фагоцитируют их целиком, часто по нескольку штук (аж до семи разом в режиме плазмодия!), облачая в тесные вакуоли. Вскоре жертву посерединке обхватывает загадочная цитоплазматическая ленточка и в ее клеточной стенке появляется узкая щель – вследствие не механического стягивания, а скорее ферментативного воздействия (в гранулах ленточной цитоплазмы могут быть ферменты, которые разрушают покровы водоросли). С противоположной стороны от щели вакуоль плотно прижата к стенке и фиксирует добычу, а на углах серпа растягивается и гнет – в конце концов щель прорывается и содержимое клостериума частично изливается в вакуоль вампиреллиды. Тут же в ход идет внутривакуолярная ложноножка (!) – она проникает в щель и выскребает остальное содержимое, пока вакуоль продолжает подпирать и гнуть. Процесс напоминает разламывание сахарного пакетика, причем во рту – при активном участии неба, щек и языка.
Пищеварительная вакуоль S. ruptor отнюдь не проста, как вы уже поняли. Она возникает в ходе фагоцитоза, как и у остальных амеб, но вместо банальной посудинки для варки пищи оборачивается целым камбузом для разделывания добычи со специфическим функционалом, не характерным для обычных пищеварительных вакуолей. В этом кухонном шкафу явно есть цитоскелет (возможно, из актина и миозина) – вакуоль как будто сохранила определенные свойства клеточной мембраны, которые позволяют запускать внутрь себя ложноножку (такого прежде не встречалось ни у вампиреллид, ни у каких-либо других амеб), а также формировать дочерние вакуольки для непосредственного переваривания содержимого водоросли. В конце она еще и отпузыривает «мусорную» вакуоль для экзоцитоза, то есть вывода из клетки опустошенных половинок клостериума.
Экзоцитоз водорослевых стенок напомнил ученым срыгивание погадки совой, за что вампиреллиду и назвали Strigomyxa, от греческих слов στρίξ – «сова» (отсюда же и Strix – латинское имя неясыти) и μύξα – «слизь». Ну а видовой эпитет ruptor по-латыни означает «ломатель», что отсылает к способу питания, практикуемому данной амебой.
На обед из одного блюда стригомикса тратит примерно 30–45 минут, но чем больше добычи заглочено и чем она крупнее, тем дольше он длится. После завершения трапезы и выноса мусора пищеварение, как водится, не прекращается – для его комфортного осуществления вампиреллида переходит на стадию пищеварительной цисты: кутается в оболочку и замирает. Зеленые кусочки пищи в ее цитоплазме потихоньку темнеют и собираются в кучку внутри большой центральной вакуоли, вокруг которой плавают оранжевые цитоплазматические глобулы – так сытая хищница приобретает насыщенную рыжину. Пищеварение продолжается двое-трое суток и завершается выходом амебы из цисты, в которой остается одна лишь какашечка из непереваренных остатков водоросли. Делится стригомикса не в цисте, а в свободном плавании, расползаясь телом в противоположные стороны.
Что любопытно, стенки пищеварительных цист S. ruptor светятся синевой, причем флуоресценция усиливается со временем. Это может быть связано с исключительной, воистину вампирской светочувствительностью стригомиксы, повышенной даже в сравнении с другими вампиреллидами. В лаборатории уже через полминуты подсветки обычного дифференциального интерференционно-контрастного микроскопа амеба втягивала филоподии и формировала гипноцисту (считай, засыпала), а в некоторых случаях свет даже приводил к разрыву клетки. В естественной среде обитания стригомикса охотится голышом на светолюбивых клостериумов и затем подолгу их переваривает, подвергаясь интенсивной солнечной радиации. Возможно, в стенках пищеварительной цисты содержится некое солнцезащитное вещество, которое и вызывает флуоресценцию. А вот влияет ли на вампиреллиду чеснок и есть ли у нее против него какая-нибудь интересная адаптация, ученые пока не проверяли.
Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: Ecology and Evolution (Suthaus & Hess, 2024)
Вас также могут заинтересовать статьи:
Хвостатая инфузория, которую не видели девять десятков лет
Держи Provora! Встречаем новую супергруппу хищных эукариот
Адские вампиры скорее осьминоги, чем каракатицы
Комментарии: