Личная жизнь растений. Насколько умны современные цианобактерии?
Всем хорошего настроения и приятного чтения!
Неделю назад я рассказал о том, как появились первые предки бактерий и какие потрясения им было суждено пережить перед тем, как у них появилась возможность устроить эволюционный скачок. О том, какую роль цианобактерии сыграли в развитии водорослей и высших растений, расскажу в следующем посте. Эта же статья будет полностью посвящена личной жизни современных форм этих удивительных микробов... Да, строго говоря, цианобактерии - это не растения. Но ведь нельзя просто так взять и забыть о них, раз уж за них зашла речь в прошлом посте. А их личная жизнь настолько интересна, что вполне заслуживает нашего пристального внимания.
Итак, начнём... Господа, вы знаете, как размножаются бактерии? Наверняка знаете. Они банально умножают свою численность путём простейшего деления одной клетки на две. Это - вегетативное размножение в самом чистом виде. При этом, как правило, клетки сразу начинают жить отдельно друг от друга, никак не контактируя.
"Но как же так?" - спросите вы. - "Ведь бактерии могут образовывать колонии!"
Да, действительно, если условия позволяют, то они начинают быстро размножаться, образуя огромные скопления микроорганизмов. Но - каждая клетка в колонии по-прежнему остаётся отдельной клеткой, которая продолжает жрать и размножаться сама по себе, не учитывая интересы конкурентов. В лучшем случае, они могут "переписываться" друг с другом с помощью химических сигналов, рассказывая друг другу об изменениях условий окружающей среды, но на этом всё их взаимодействие и заканчивается.
У цианобактерий способность к взаимодействию выражена гораздо ярче. Конечно, некоторые из них до сих пор существуют по-старому, как дикие одиночные бактерии. Однако большинство известных науке видов научилось кооперироваться, образуя плотные колонии, весьма похожие на примитивные формы многоклеточных водорослей. Так, на пример, живут цианобактерии-микроцистисы (род Microcystis). Они образуют миниатюрные шаровидные колонии, которые, в отличие от простых бактериальных, скреплены плотной слизью, выделяемой клетками. Такой способ существования даёт огромные преимущества, ведь шаровидное строение колонии позволяет создавать внутри неё специфический микроклимат и даже хранить воду и питательные вещества.
Гораздо дальше в этом плане продвинулись цианобактерии рода носток (Nostoc). Они научились создавать огромные колонии, размеры которых измеряются в сантиметрах, а вес - в граммах. Так, носток сливовидный (N. pruniforme) способен формировать слизистые колонии размером с голубиное яйцо. Обитает он на дне различных пресных водоёмов, но при необходимости такая колония может до нескольких дней существовать на суше, не прекращая своей жизнедеятельности за счёт запасённой внутри воды.
Носток обыкновенный (N. commune) пошёл ещё дальше - этим цианобактериям водоём вообще не нужен. Они могут встречаться где угодно - в полях, лугах, степях и даже в пустынях, образуя некрупные колонии, плоские и сморщенные. В сухом виде они похожи на чьи-то подсохшие какашки. Но стоит пройти небольшому дождю - и они преображаются: слизь разбухает, иссохшиеся бактериальные клетки наполняются водой и тут же начинают жить, что есть силы. При этом цвет колонии с грязно-чёрного меняется на тёмно зелёный, она разбухает и расправляется. Чтобы жить и продолжать свой род, этим живым организмам хватает нескольких влажных, мокрых часов.
И на этом сюрпризы ностака ещё не кончаются. Оказывается, его клетки в процессе деления не разбредаются в разные стороны, а остаются друг с другом, формируя нитчатый таллом, похожий на этакий паровозик.
А что самое удивительное - эти водоросли микробы в некоторых обстоятельствах способны выбирать из своей среды наиболее жизнеспособные клетки и делегировать им свои ресурсы, а те в ответ начинают выполнять некие специализированные функции. Так, при недостатке связанного азота для синтеза аминокислот некоторые клетки утрачивают способность к фотосинтезу и полностью предаются азотфиксации. При этом остальные организмы в колонии берут на себя обеспечение их всеми необходимыми для жизнедеятельности ресурсами, получая в ответ связанный азот, так необходимый для жизни.
Вообще, разделение обязанностей между клетками - это типичный признак многоклеточных эукариот. А тут на тебе - какие-то безъядерные бактерии! То самое чувство, когда выясняется, что какие-то слизистые зелёные микробы умеют взаимодействовать лучше, чем пользователи "Голоса".
На этом мы заканчиваем повествование о современных цианобактериях. Тут я описал лишь мизерную часть от того их разнообразия, которое существует на нашей планете. В одном посте рассказать об них всех невозможно. И в двух - тоже. На это нужна как минимум одна толстая книга.
А через неделю я поведаю вам, как кто-то кого-то съел и что из этого вышло.
С уважением, @ivprst