Вокруг Света 2006 №06 - Вокруг Света

Подросший и накопивший достаточное количество питательных веществ слизевик вступает в кульминационную стадию развития — спороношение. Подчиняясь внутреннему сигналу, плазмодий покидает свое темное и влажное убежище и выползает на свет — на какое-нибудь открытое место, где легкий ветерок подхватит и разнесет споры, а сухость воздуха предохранит его от поражения гифами грибов — главными врагами слизевиков. Здесь часть клеточной массы преобразуется в плодовые тела, а ядра претерпевают редукционное деление, формируются гаплоидные споры, и весь жизненный цикл повторяется

Мобилизация по запаху

Не менее удивительные превращения свойственны и другой группе слизевиков — клеточным миксомицетам, или акразиевым. Эти организмы обитают главным образом в почве или на навозе. Большую часть жизни, длящейся всего 3—4 дня, они проводят в виде микроскопических миксамеб, размножающихся делением и отнюдь не стремящихся к контактам с себе подобными. Напротив, чтобы избежать борьбы за кормовые ресурсы, миксамебы выделяют химические вещества, сигнализирующие, что это место уже занято. Но в один прекрасный момент все меняется, и они начинают вырабатывать вещество, обладающее для сородичей большой привлекательностью, так что спустя некоторое время отдельные клетки собираются вместе и объединяются в единую структуру — псевдоплазмодий, похожий на крохотного полупрозрачного слизнячка. С легкой руки профессора Принстонского университета Джона Боннера, без малого шесть десятилетий посвятившего изучению миксомицетов, это вещество получило название акразин. И надо сказать, что не многие химические соединения могут похвастаться столь образными названиями, четко соответствующими их свойствам. Акрасией античные философы называли слабость воли, и такое же имя носила колдунья из эпической поэмы Эдмунда Спенсера «Королева фей», привлекавшая мужчин с помощью волшебного напитка и затем превращавшая их в зверей. Именно в честь нее и назвал Боннер открытое им вещество.

Кстати сказать, химическую природу акразина раскрыли лишь в 1967 году. Оказалось, что это — циклический аденозинмонофосфат (цАМФ). Как установил американский биохимик Эрл Сазерленд, в организме всех животных цАМФ играет роль посредника между гормонами и клетками. За это открытие он удостоился в 1971 году Нобелевской премии.

Мобилизация миксамеб происходит настолько организованно, что возникает впечатление, будто бы ею руководит невидимый главнокомандующий, но исследования показали, что никакого лидера в этом процессе нет. Просто каждая миксамеба, стремящаяся к близости с себе подобными, оставляет на субстрате акразиновый след, а каждая следующая этим же маршрутом — повышает концентрацию акразина, что привлекает все большее количество миксамеб.

Псевдоплазмодий — очень интересное образование, которое можно уподобить не столько многоклеточному организму, сколько рою пчел. Входящие в его состав клетки, хотя и контактируют друг с другом и даже соединяются цитоплазматическими мостиками, сохраняют свою индивидуальность, но это не мешает им перемещаться и действовать весьма согласованно. А спустя некоторое время часть клеток образуют полую ножку и оболочку спорангия, а другие превращаются в споры, из которых появляются новые миксамебы.

Происхождение миксомицетов до сих пор таит много загадок, ведь их ископаемых остатков почти не сохранилось. Специалисты полагают, что слизевики вроде описанной выше ликогалы произошли от простейших жгутиковых, которые, чтобы приспособиться к наземному образу жизни, развили стадии плазмодия и спороношений. Совсем другое дело — клеточные слизевики (акразиевые), возможно, они даже не состоят с «плазмодиевыми» в родстве, а ведут свое происхождение от свободно живущих амеб.

Жертвы науки

Наличие спор и способность годами пережидать трудные времена в виде склероциев позволили слизевикам широко расселиться по планете, избегая разве что холодных тундр и льдов. Сейчас описано чуть более тысячи видов миксомицетов, и список этот постоянно пополняется. В природе им, как и грибам, отведена важная роль переработчиков органических остатков. Для человека же слизевики, в отличие от грибов, большого практического значения не имеют.

Впрочем, среди них есть небольшая группа внутриклеточных паразитов растений, представители которой вызывают такие известные заболевания полевых культур, как кила капусты и порошистая парша картофеля. Но урон, наносимый паразитическими слизевиками сельскому хозяйству, с лихвой восполняется их заслугами перед наукой. Плазмодии слизевиков, чьи размеры позволяют изучать тончайшие процессы, проистекающие в цитоплазме клетки, даже при небольшом увеличении — настоящая находка для цитологов, а сотни синхронно делящихся ядер обеспечивают массовый материал для исследований генетиков.

Совершенно неожиданное применение слизевикам нашли недавно британские и японские ученые. Они поручили физаруму многоголовому управлять роботом. Задача стояла серьезная — сконструировать автомат, реагирующий на изменение окружающей среды, подобно живому организму. Камеры следили за движениями плазмодия, выращенного в виде шестилучевой звезды, и давали команды шестиногому роботу поступать так же. Получилось.

И уж совсем далекую от практики, но не менее важную роль играет клеточный слизевик диктиостелиум (Dictyostelium discoideum). Маленькое чудо раз за разом происходит перед глазами исследователей: непреодолимое стремление равноценных и вполне самодостаточных клеток к объединению, последующее самоубийство некоторых клеток, чтобы другие могли породить новое поколение. Все это моделирует события, происходившие на Земле миллиарды лет назад. И вероятно, именно слизевики помогут разрешить одну из самых интригующих загадок науки — происхождение многоклеточных организмов.

Фото Константина Коржавина

Ирина Травина

В поисках зеркального мира

Гипотеза о существовании «зеркальной материи» родилась еще полвека назад и не раз обосновывалась теоретически, однако найти ей какие-либо экспериментальные подтверждения пока не удалось. Что это за таинственная субстанция, будто бы состоящая из элементарных частиц, зеркально симметричных обычным? Игра воображения или нечто реально существующее, возникшее миллиарды лет назад одновременно с нашей, привычной, материей?