Самые большие клетки на Земле: таких крупных одноклеточных вы точно еще не видели!
Мы привыкли думать, что для того, чтобы увидеть живую клетку, понадобится микроскоп. Но это не всегда так. Например, самая большая клетка человеческого тела, яйцеклетка, достигает в диаметре 0,1 мм и вполне различима невооруженным глазом. Самой крупной клеткой вообще обычно называют страусиное яйцо, хоть это и «читерство»: клетка в нем действительно одна – зародыш будущей птицы – но львиный объем яйца приходится на запасы питательных веществ. Но в природе есть и настоящие великаны, полноценные живые клетки, которые можно не только увидеть, но и просто взять, ощутив тяжесть в своей ладони.
Бактерии: клетки до 2 см
В отличие от грибов, растений и животных, бактериальные клетки не содержат ядер, и их ДНК находится прямо в цитоплазме. Кроме того, они значительно мельче, обычно не более нескольких микрон – как отдельные органеллы, работающие в клетках эукариот. Но вот недавно, изучая микрофлору мангровых зарослей на Карибских островах, биологи открыли крайне необычные бактерии, набирающие в среднем около сантиметра длины. Внешне Thiomargarita magnifica похожи на мелкие плесневые грибки: одним концом они крепятся к субстрату – палым листьям мангровых растений – и постепенно удлиняются. Самые крупные экземпляры вырастают до 2 см при диаметре в 0,15 мм, словно тонкие нити. Ближе к концу на них постепенно образуются перемычки, от которых время от времени «отпочковываются» новые клетки бактерий.
Все это сильно напоминает прошлого рекордсмена размеров среди прокариот, Thiomargarita namibiensis, найденных в донных осадках близ побережья Намибии и достигающих 0,75 мм длины. И те, и другие накапливают кристаллы серы, благодаря которым их нитчатые клетки переливаются на свету всеми цветами радуги. Благодаря этому эффекту они и получили родовое название Thiomargarita – «серная жемчужина». Интересно, что эти бактерии содержат нечто вроде ядер – мембранные структуры, внутри которых находится ДНК. Клетка может иметь около 700 таких «псевдо-ядер» и несут около 11 тысяч генов, что тоже весьма немало для прокариот. Впрочем, эти великаны микробного мира все-таки не идут ни в какое сравнение с одноклеточными эукариотами.
Водоросли: клетки до 20 см
В тропических морях довольно широко распространена валония пузатая (Valonia ventricosa), она же «глазное яблоко моряка» – водоросль, сферические клетки которой достигают 5 см в диаметре. Но если уйти на большую глубину, куда не достигает солнечный свет, можно обнаружить еще более экзотических существ. Местные ксенофиофоры могут вырастать с небольшой мяч – до 20 см – при этом оставаясь одной и полностью самостоятельной клеткой. Ксенофиофоры встречаются на глубинах вплоть до 10 км, покрывая целые участки дна, крайне бедного питательными веществами и жизнью, настоящими «лугами» из клеток самых разных изменчивых форм.
Ксенофиофоры питаются, отфильтровывая из воды органику, опускающуюся с поверхности. Как и у других фораминифер, на их поверхности откладывается хрупкий «скелет» из известняка, связанного органическими клейкими адгезивами. Клетка ветвится, заполняя каждый участок своего собственного лабиринта. А мелкие рыбки Paraliparis из семейства морских слизней откладывают сюда свою икру. Эти рыбы имеют особый яйцеклад, длинный и полый, словно игла шприца. Он позволяет им заносить икринки в самые неожиданные места: внутрь неподвижных губок или раковин моллюсков, на жабры ракообразных – и под экзоскелет ксенофиофор.
В защиту одноклеточных
Здесь же ютятся и другие глубоководные жители, находящие приют бок о бок с гигантскими одноклеточными: рачки и моллюски, многощетинковые черви и губки. Одна клетка ксенофиофоры может соседствовать с сотнями таких многоклеточных размерами меньше нее, и не все эти животные описаны наукой. Неудивительно, что в Международной информационной системе по сельскому хозяйству и смежным с ним отраслям (AGRIS), которая развивается под эгидой ООН, ксенофиофоры названы одними из индикаторов устойчивости морских экосистем, наряду с кораллами. Их повреждение и разрушение «оазисов одноклеточных» на дне ставит под угрозу целые группы местных организмов.
А между тем, самые роскошные придонные сады ксенофиофор, какие пока что удалось найти, находятся как раз в местах, полных риска – например, на абиссальных равнинах Зоны разлома Клиппертон, к востоку от Гавайских островов в Тихом океане. Здесь они покрывают миллионы квадратных километров, причем на каждом квадратном метре умещается дол 12 гигантских одноклеточных. Угроза находится тут же, в форме тяжелых сфер – конкреций полезных минералов, медленно кристаллизовавшихся из воды. Такие образования сложены ценными металлами, такими как марганец, и привлекают огромный интерес.
Целый ряд компаний – таких как Nautilus Minerals – занимаются созданием технологий и роботизированной техники для разработки таких глубоководных месторождений. Такие проекты представляют огромную угрозу для всей придонной жизни, а особенно – для больших, но чувствительных одноклеточных ксенофиофор, от которых зависит множество соседей. Впрочем, перспективы подводной добычи ресурсов и борьбы с ними – это совсем другая история, о которой мы как-то уже рассказывали.