Нескучная биология - Алексей Целлариус

Тело бурой водоросли (слоевище) – напоминает лист или фестончатую ленту на черешке. На конце «черешка» – отростки, напоминающие корни, которыми водоросль крепится к грунту. Цвет может быть, действительно, бурым, но чаще вполне нормальный, зеленый. Крепятся ко дну не все бурые водоросли, есть среди них плавающие, например, знаменитые саргассовые водоросли, образующие в некоторых местах огромные скопления на поверхности моря.

Бурая водоросль саргассум

Жизненные циклы у бурых водорослей довольно сложны и разнообразны, но, в общем, принадлежат к третьему типу, типу спорического мейоза, когда чередуется два многоклеточных поколения, гаплоидное и диплоидное. Некоторые бурые водоросли имеют продольные тяжи из особых клеток, по которым питательные вещества из слоевища поступают в «черешок». Это настоящая проводящая ткань, такая же по устройству, как у растений. Вы можете спросить – коль скоро у бурых водорослей формируются ткани, то что они делают в царстве протист? Ну, во-первых, проводящая ткань имеется далеко не у всех бурых водорослей. Во-вторых, даже у тех, у кого она имеется, это единственный тип действительно специализированных соматических клеток. И по всей совокупности признаков бурые водоросли вполне вписываются в царство протист.

Предки растений

Зеленые водоросли – самая разнообразная и многочисленная группа водорослей, но, в отличие от своих красных и бурых тезок, это в пер-вую очередь обитатели пресных вод. Впрочем, несколько групп зеленых водорослей обитают в морях, а кроме того среди них довольно много созданий сухопутных, которые живут в снегу, в почве, на поверхности камней и на стволах деревьев. Среди зеленых водорослей есть одноклеточные, есть микроскопические нитчатые формы, есть многоклеточные, достигающие десятка метров в длину. Среди них есть подвижные, передвигающиеся с помощью жгутиков, есть пассивно плавающие в толще воды, есть прикрепленные к субстрату.

Зеленые водоросли имеют мало общего с бурыми и красными, кроме, разве что, названия и принадлежности к одному царству. У них были свои собственные предки и свои собственные предки были у их хлоропластов. Зеленые водоросли – древняя группа. Ископаемые остатки, очень похожие на одноклеточные зеленые водоросли, найдены в отложениях с возрастом около одного миллиарда лет. Их красные и бурые тезки появились в морях планеты на пару сотен миллионов лет позднее. У зеленых водорослей есть ряд важных особенностей, общих с растениями. Прежде всего, у них одинаковый состав хлорофилла и, кроме того, они, как и растения, накапливают запасы крахмала внутри пластид.

Как и растения, зеленые водоросли обладают жесткой клеточной стенкой из целлюлозы. Один из классов – харофицеи – самая древняя группа зеленых водорослей, и именно она, вероятно, дала миру царство растений. Некоторые группы харофицей, помимо уже перечисленных особенностей сходства с растениями, обладают и другими родственными чертами. У них весьма специфический тип клеточного деления, неизвестный ни у каких других протист, но характерный также для всех растений. У них имеется ряд уникальных ферментов, свойственных также и растениям, но не обнаруженных у каких-либо других водорослей.

Двойники грибов

Два отдела протист – оомицеты и хитридиомицеты – до противного похожи на грибы, они очень долго считались полноправными подданными грибного царства, и выдворить оттуда эту публику удалось только после углубленного исследования ее подноготной. Как и у полноправных грибов, тело этих протист представляет собой мицелий – пучок ветвящихся нитей, гиф. Обычно гифы – это просто «трубочки», наполненные цитоплазмой и содержащие множество ядер. И даже когда в трубочке есть перегородки, то есть гифа поделена на «отсеки», в этих перегородках (септах) имеются отверстия, и цитоплазма свободно гуляет туда и сюда по всему мицелию.

Но вернемся к двойникам грибов. Если они так на грибы похожи, то чего ради их попросили из грибного царства? Прежде всего потому, что хромосомы этих созданий устроены как хромосомы большинства нормальных эукариот и совсем не похожи на весьма специфические хромосомы грибов. Клеточные стенки оомицетов укреплены целлюлозой, тогда как у грибов для этих целей используется хитин. Хитридиомицеты, впрочем, и здесь подделываются под грибы, но особенности хромосомного аппарата и деления выдают их с головой.

Хитридиомицет: А – зооспоры; Б – покоящиеся спорангии; В – спорангии в тванях капусты

Большинство всей этой публики нормальные сапротрофы, то есть они питаются мертвой органикой. Но есть среди них и довольно зловредные создания. В частности, некоторые виды сапролегний хорошо известны аквариумистам, поскольку норовят расти на коже рыб. Поражают они также икру и кожу амфибий. Один из самых известных оомицетов – фитофтора.

Все фитофторы, а их на свете около четырех десятков видов, злостные паразиты растений. Они поражают какао и ананасы, эвкалипты и яблони, табак, лук, землянику и десятки других растений. Наибольшей славой пользуется фитофтора инфестанс, любительница растений из семейства пасленовых, особенно картофеля.

Некогда фитофтора разгромила целую страну – Ирландию. Летом 1846 года все посадки картофеля в Ир-ландии погибли в течение нескольких недель. Картофель в этой стране в те времена был главной пищей сельского населения (да и сейчас это самая «картофельная» страна мира, по потреблению картошки с ней можем соперничать только мы). Наступил голод, около миллиона человек погибло, около двух миллионов были вынуждены эмигрировать в Америку. Население страны сократилось почти вдвое.

Фитофтора – гифы со споран-гиями, высовывающиеся из устьиц листа картофеля

Суперамебы

Миксомицеты – странные существа, к которым, строго говоря, неприменимы понятия «одноклеточные» или «многоклеточные». Это текучая масса протоплазмы, одетая лишь плазматической мембраной и тонкой слизистой оболочкой. В протоплазме содержится множество диплоидных ядер, ничем друг от друга не отделенных. Называется эта штука плазмодием.

Плазмодий движется, подобно большой амебе, попутно захватывая и переваривая бактерий, одноклеточных протист, частички разлагающейся органики. Ядра делятся путем митоза, плазмодий растет и может достигать массы хорошо откормленной мыши – порядка 30 граммов. Поскольку вся эта масса растекается по поверхности тонкой пленкой, то плазмодий может занимать около квадратного метра поверхности. И при необходимости это внушительное существо, не теряя единства, способно просочиться через тонкую ткань или промокашку.

Рост плазмодия продолжается, пока хватает пищи. Когда все съедено, он пускается в дальний путь, и тогда его можно встретить в довольно неожиданных местах. Когда с едой совсем плохо, плазмодий останавливается и распадается на множество обрывков. Каждый обрывок «собирается в кучку», из «кучки» вырастает стебелек, а на вершине стебелька образуется спорангий. Все вместе очень напоминает плодовые тела некоторых грибов. В спорангии ядра приобретают клеточные стенки и делятся путем мейоза. Из четырех образовавшихся гаплоидных ядер в споре остается только одно, остальные «рассасываются». В подходящих условиях из споры выходит маленькая гаплоидная амебка или клетка с одним, двумя жгутиками. Это вполне самостоятельный организм, который не просто бегает в поисках пары, высунув язык, как положено гаметам, а ведет трудовую жизнь – питается. Две такие клетки, встретившись, сливаются, потом сливаются их ядра и амебка становится диплоидной. Она продолжает питаться, ядра начинают делиться, плазмодий растет, матереет, пока снова не наступит голодное время. У некоторых видов миксомицетов ядра могут начать делиться и в гаплоидной амебке-гамете, тогда из нее вырастает гаплоидный плазмодий, ничем по виду и поведению не отличающийся от диплоидного.

Миксомицет стемонитис: А – внешний вид спороношения; Б – фрагмент при сильном увеличении

Миксомицеты – обычные обитатели наших лесов, особенно широколиственных. Вообще же, эти создания любят тепло и влагу, поэтому их больше всего в тропических лесах, а в степях и пустынях их нет вообще. Даже полян они обычно избегают. Но в период миграций могут забрести в самые неподходящие места.

Грибы

Предки не обнаружены

Первые грибы, появившиеся некогда на планете, были, вероятно, одноклеточными организмами, а их предками были какие-то одноклеточные эукариоты, то есть протисты. Других предков у них просто не может быть. Однако ни одна из известных групп протист претендовать на роль предков грибов не может.