Вокруг Света 2008 № 11 (2818) - [2]

Способность образовывать выросты-ложноножки помогает амебам не только передвигаться, но и питаться. В большинстве своем эти одноклеточные — хищники, нападающие на других одноклеточных и даже на многоклеточные организмы, по размерам сопоставимые с ними самими. С помощью ложноножек амебы обволакивают свою добычу и, когда пузырь-вакуоль смыкается, впрыскивают внутрь пищеварительные ферменты. У радиолярий (простейших с длинными ложноножками и скелетом из кремнеземных игл, собранных в причудливые подобия кристаллов, и солнечников, напоминающих нарисованное ребенком солнышко) ложноножки вместе со скелетными выростами помогают удерживаться в толще воды и служат одновременно ловчей сетью, иногда вооруженной выстреливающими капсулами со слизью, ядом или зазубренными гарпунами. У воротничковых жгутиконосцев кольцо из плотно сомкнутых, будто пальцы, ложноножек образует высокий воротничок, окаймляющий жгутик, и сквозь него фильтруется поток воды, создаваемый биением жгутика.

Существует еще один способ движения, который биологи называют метаболией: он напоминает кишечную перистальтику или волнообразное изгибание тела. Например, двигателем эвглены (простейшего, которое в зависимости от обеспеченности пищей может потреблять готовые органические вещества, как животное, а при их дефиците — фотосинтезировать, как растение) служит скольжение относительно друг друга белковых полос, которыми выложен наружный слой клетки. Такой же принцип осуществляется в мышечной клетке. У одноклеточных паразитов, называемых грегаринами, тело расчленено на звенья, при их движении сокращаются кольцевые белковые нити.

Инфузории Paramecium sp. покрыты густым «мехом» ресничек. Создавая направленный поток воды, реснички подгоняют взвешенную в воде пищу к их рту — цитостому. Фото: SPL/EAST NEWS

Одинокая клетка может также перемещаться с помощью жгутиков. Причем различия в положении и характере движений жгута дают возможность биологам распознавать некоторых простейших «по походке» даже при малом увеличении микроскопа. Самый простой вариант движения — у одноклеточных водорослей, подобных эвглене. Жгутик эвглены совершает винтообразное движение и заставляет клетку «ввинчиваться» вперед. У других биение жгутика приводит к движению в противоположную сторону. У трипаносомы жгутик направлен назад, а между ним и стенкой клетки натянута похожая на плавник мембрана, волнообразные движения которой позволяют клетке поступательно двигаться в обратном направлении. Сложные петлевидные взмахи жгутика могут вызывать характерное «вихляющее» движение клетки: то вправо, то влево. Динофлагелляты — водоросли, заключенные в жесткий панцирь, — располагают двумя жгутиками: один направлен назад, а другой обвивает панцирь клетки по кольцевой выемке. Сочетание волнообразного движения свободного жгутика и спирального волнения кольцевого позволяет маневренно двигаться в любом направлении, быстро разгоняться и внезапно останавливаться.

Самые виртуозные пловцы — инфузории, одетые в густую шубу ресничек, каждая из которых похожа на жгутик, только короткий. Согласованные волны биения ресничек дают инфузориям возможность двигаться в любом направлении, эффективно охотиться на подвижных простейших, и не только в толще воды, но и в узких капиллярных пространствах между мельчайшими частицами грунта. Для ученых остается загадкой, как достигается такая согласованность, — ведь у инфузорий нет ни мозга, ни нервной системы. Но будучи в большинстве своем хищниками, инфузории ведут себя не менее целесообразно, чем многоклеточные животные.

Наблюдая с помощью микроскопа за амебой протей или инфузорией-туфелькой, каждый может убедиться, что они не едят что попало, у каждого вида есть свои пищевые предпочтения. Как они это делают, ведь у простейших нет ни органов обоняния, ни органов вкуса? Правда, оказывается, что вкус простейшие все же чувствуют: за него отвечают особые белковые молекулы, прикрепленные к клеточной мембране снаружи. Эти молекулы настроены на определенный спектр химических соединений и связываются только с теми, которые могут представлять пищевую ценность.

У некоторых простейших есть свое образный пищевой тракт: путь съеденной частицы строго определен — есть клеточный рот (цитостом), «пищевод», где начинается переваривание пищи, и анус, через который клетка выбрасывает непереваренные остатки. У инфузорий пищеварительная вакуоль совершает внутри клетки петлеобразный маршрут, на протяжении которого еду последовательно обрабатывают разные ферменты. Активность ферментов зависит от кислотности среды, и она закономерно меняется от сильнокислой до щелочной по ходу движения. А у пресноводных простейших даже есть подобие мочевого пузыря — сократительная вакуоль, в которой собирается избыток воды с растворенными в ней отходами жизнедеятельности, и она периодически опорожняется.

Схватка мексиканских лейшманий (желтые) с кровяной клеткой макрофагом (зеленая). Эти простейшие способны выживать внутри макрофага и даже размножаться, питаясь за его счет. Фото: SPL/EAST NEWS

Не так давно выяснилось, что простейшие общаются: посылают друг другу сигналы и воспринимают их. Это необходимо для успешной охоты, а также для спаривания. Главный способ коммуникации у них — химический, с помощью сигнальных веществ — феромонов. Один из вариантов феромонов — «вещества страха», которые выделяют хищные простейшие. Некоторые виды инфузорий, особенно страдающие от нападений, научились защищаться: почуяв «запах» хищника, они могут менять форму тела, разрастаются в ширину, выпячивают шипы и гребни — и становятся ему не по зубам. Ученые недоумевают: какой эволюционный смысл может быть сокрыт в такого рода сигнальных веществах, если сами хищники от них только проигрывают? Но один резон все же найден: эти феромоны удерживают их от каннибализма. Амебы протеи — безжалостные хищники, готовые на своем пути пожирать все живое, при контакте с особью своего вида аппетита не проявляют и ложноножек не образуют.