Клетка-хищник поселила живого пленника в себе
Это открытие в биологии не назовешь рядовым — обнаружено одноклеточное существо, живущее с другим одноклеточным внутри себя. Странное создание находится где-то в середине длинного эволюционного пути, который когда-нибудь приведёт к появлению новой формы жизни.
Авторы нового исследования — Норико Окамото (Noriko Okamoto) и Исао Иноуэ (Isao Inouye) из института биологических наук (Institute of Biological Sciences) университета Цукубы (University of Tsukuba).
Необычное одноклеточное, получившее имя Hatena («таинственный»), найдено на песчаных пляжах. Как показал микроскоп — эти существа живут с симбионтом — ещё меньшим одноклеточным, который находится внутри них.
Эта внутренняя часть — вовсе не элемент первого организма, а другой вид. И, что удивительно, вид – давно знакомый учёным.
Это морская фотосинтезирующая водоросль Nephroselmis.
Поглотивший её Hatena — не переваривает данную водоросль, а использует как источник энергии. Такое существование учёные называют эндосимбиозом.
Это тот самый эволюционный процесс, который когда-то породил все современные растения и животные.
Nephroselmis — широко распространённая водоросль (фото с сайта biol.tsukuba.ac.jp).
Биологи считают, что хлоропласты — зелёные фабрики солнечной энергии в растениях — эпохи назад были отдельными организмами. И точно так же: важные компоненты любых клеток, составляющих всех животных, были когда-то микробами, захваченными извне.
Как же живёт Hatena? Это одноклеточное имеет хвостик, с помощью которого двигается.
В зрелой стадии существо несёт внутри микроскопическую водоросль.
Здесь нужно сказать несколько слов о ней. Будучи поглощённой клеткой-хищником, она теряет некоторые свои элементы. Например — отбрасывает «хвостик» (Nephroselmis — тоже хвостатое создание).
Кроме него водоросль теряет экзоскелет.
Но клетка симбионта сохраняет собственное ядро и другие ключевые компоненты, типа митохондрии и хлоропласта. Эта зелёная часть водоросли даже увеличивается в размерах и, как предполагают первооткрыватели Hatena, кормит своего хозяина-хищника, который теряет собственный аппарат питания.
Когда наступает время размножиться, Hatena делится на два дочерних организма, так же, как делятся любые клетки. Но с важным отличием.
Одна из «дочек» наследует зелёного симбионта (и потому её назвали «зелёной»), а вторая — остаётся без него (она, соответственно, «бесцветная»).
Слева: Hatena, и его симбионт внутри. Справа: две дочерние клетки Hatena. Одна — с унаследованной водорослью внутри, вторая — свободная, ищущая нового «жильца».
Масштабная линейка — 10 микронов (фото Science).
Бесцветная клетка сначала развивает свой инструмент для питания, становится хищником и, в конечном счёте, захватывает другую морскую водоросль.
Но, как уже говорилось, не для того, чтобы съесть, а для того, чтобы превратить в своего обитателя — симбионта и получать от него энергию, добываемую фотосинтезом.
Для проверки этой идеи исследователи набрали некоторое количество бесцветного потомства одноклеточных Hatena и скормили им морские водоросли. Но не Nephroselmis, а другой, хотя и родственный им вид.
Авторы работы увидели, что предложенная добыча была захвачена. И осталась не переваренной. Но, в то же время, с ней не произошло изменений, которые происходили с Nephroselmis.
Значит, не любая водоросль, а именно Nephroselmis годится для Hatena в качестве «квартиранта».
Сейчас учёные пытаются разобраться — не происходит ли между симбионтом и хищником ещё и генетического обмена. Но уже складывается интересная картина.
Та стратегия выживания, которую демонстрирует Hatena, это эволюция живого, идущая прямо на наших глазах.
Неизвестно, сколько ещё пройдёт времени (тысячи или миллионы лет), но только оба этих организма — хозяин и симбионт — превратятся в одно многоклеточное существо.
А это косвенным образом доказывает правоту современных представлений об эволюции жизни на Земле, об одном из её важных этапов: рождении многоклеточных существ.
ОБЪЯСНЕНИЕ ГИБРИДИЗАЦИИ | ХИЩНИК 2018
