Похождения видов. Вампироноги, паукохвосты и другие переходные формы в эволюции животных

Вскоре после открытия амебозоев (1868) известный естествоиспытатель Эрнст Геккель из Йенского университета посчитал их не растениями и не животными, а примитивными формами, еще не избравшими свой дальнейший путь развития: то ли перестать двигаться и окончательно превратиться в гриб, то ли, наоборот, прекратить спороношение… Ныне зоологи именуют наиболее интересную группу амебозоев диктиостелиями (Dictyostelia), или общественными амебами. По-русски они называются слизевиками из-за выделяемой ими слизи, по которой они и скользят, отправляясь в путь.

В особых условиях, создаваемых диктиостелиуму дисковидному (Dictyostelium discoideum) учеными с помощью сенного отвара, куда для вкуса добавлена сенная палочка, цикл его развития занимает три-четыре дня. Поэтому он стал излюбленным объектом для исследований общих проблем индивидуального развития, специализации клеток, становления межклеточной сигнальной системы и много чего еще.

Итак, из спор выходят свободноживущие амебы, они питаются с помощью ложноножек, поглощая бактерий и даже себе подобных, и делятся. Если же пищи недостает, они начинают «общаться» с помощью сигналов, выделяя и распознавая молекулы циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Это важно, поскольку и опистоконты («грибоживотные») используют это вещество. Каждая клетка улавливает сигнал благодаря чувствительным компонентам, работающим, словно нейроны зрительной коры у животных. Химический сигнал распространяется от отдельных клеток в виде спиральной трехмерной волны, и амебы устремляются в сторону его источника, струясь спиральными ручейками. В месте их схождения появляется полусфера с хорошо выраженной верхушкой, порой состоящая из 100 000 амеб, не утративших клеточные мембраны, и окруженная единой слизистой оболочкой из клетчатки и белка. Это стадия называется псевдоплазмодий. Всеми последующими преобразованиями псевдоплазмодия, выделяя цАМФ, управляют верхушечные клетки, называемые лидерами. От прочих клеток они отличаются только своим расположением в псевдоплазмодии и легко заменяются другими: так хорошо отлаженная периодическая смена власти позволяет общественным амебам пережить любые невзгоды.

Как только верхушка сформировалась, псевдоплазмодий начинает вытягиваться вверх в виде трубочки. Далее слизевик выбирает один из двух путей развития: либо окончательно превратиться в плодовое тело, по сути – гриб, либо лечь и стать маленьким, до 2 мм длиной, «слизнем». В последнем случае он отправляется в путешествие, пока не доползет до нового участка, изобилующего пищей – растительной гнилью или навозом. Идут амебы как бы каждая сама по себе, вытягивая ложноножки в направлении движения и подтягивая заднюю часть, но все вместе. Если становится слишком сухо, «слизень» вновь собирается в полусферу и прорастает «грибом».

Когда «слизень» ползет, клетки-лидеры занимают его передний кончик. Время от времени он останавливается и приподнимает этот кончик, чтобы, воспринимая световые или химические сигналы, понять, где находится. Потому его след приобретает рисунок в виде узких складок, обращенных выпуклой стороной в сторону движения. Общая картина перемещений довольно хаотична: слизевики петляют и то и дело поворачивают в разные стороны (рис. 10.10а). Странные маневры происходят как раз из-за того, что каждая клетка «шагает» сама по себе. Нередко ускорившиеся клетки сталкивают лидера вбок, а потом, неукоснительно внимая его сигналам, меняют направление движения.

Интересно, что анализ молекулярно-генетических данных указывает на место слизевиков рядом с «грибоживотной» ветвью органического мира. Более того, у диктиостелиума биохимики выявили разные молекулы (в том числе сигнальные), прежде считавшиеся присущими только многоклеточным животным. Эти молекулы (в основном белки) вызывают слипание и специализацию клеток (разделение их по функциям на пять разных типов, что является предвестником образования тканей); отвечают за дифференциацию клеток и формирование передне-задней оси организма; играют ведущую роль в склеивании и поляризации покровных клеток. В последнем случае – это белки, родственные α- и β-катенинам, которые характерны для настоящих животных. Причем синтез таких молекул усиливается именно во время формирования плодовых тел, в результате чего у диктиостелиума образуется подобие однослойной покровной ткани.

Есть у слизевиков еще одна удивительная способность: они разводят «огороды», конечно микроскопические, ведь выращиваются там бактерии. Клетки диктиостелиума сохраняют споры съедобных бактерий, пока слизевик пребывает на стадии многоклеточного плодового тела, и высеивают их на подвижной стадии. Так этому виду удается выжить, оказавшись в условиях, где не хватает «диких» бактерий.

Вот только, к сожалению, общественные амебы, даже собравшись вместе, гораздо (в десять раз) мельче ненокситеса и любых других ископаемых, с которыми их пытались сравнивать, и живут исключительно на суше.