Знание-сила, 1998 № 04 (850) - [28]

Гораздо проще использовать естественные течения, перепад давлений и закон сохранения энергии по Бернулли, согласно которому скорость течения будет выше в канале с меньшим сечением и там же, соответственно, будет меньше давление. Ток воды всегда будет направлен из области низкого давления в область высокого давления. Поэтому у губок самые мелкие поры и вводящие каналы расположены на поверхности, глубже они переходят в более крупные выводящие каналы, которые разгружаются в единую полость с самым крупным отверстием, куда и направляется весь поток. По тому же принципу устроены норы сусликов, которые предпочитают жить в проветриваемых помещениях, и неудачно спроектированные станции метро с выходами на разной высоте. В верхний из них всегда трудно войти, поскольку дверь плотно подпирается током воздуха, а уж если вошли, нужно успеть от этой двери увернуться.

Чем выше скорость течения, тем сильнее перепад давлений и тем больший объем воды пройдет через губку за единицу времени. Остается только отлавливать из него все съедобное, чем занимаются воротничковые клетки, но и некоторые другие тоже. Такой отбор оказывается весьма целесообразен, и губки улавливают 95 — 98 процентов съедобных частиц. По образному выражению исследовательницы современных губок Г. Биддер, этот организм представляет собой «лишь живое сито между опорожненной половиной Вселенной и не использованной ее половиной — момент бурного обмена веществ между неизвестным будущим и исчерпанным прошлым».

Хищные губки в ожидании жертвы

Почти все губки поедают исключительно свободно плавающие бактерии, дрожжи и мельчайшие водоросли, и потому они могут считаться завзятыми вегетарианцами. Органические вещества (например, аминокислоты) тоже годятся губкам в пищу, если водная среда достаточно насыщена ими, а больше есть нечего. Правда, последнее лакомство улавливается не самими губками, а совместно с ними проживающими (симбиотическими) бактериями. Они же проводят первичную кулинарную обработку данного продукта.

Удивительно, что собственные симбиотические бактерии губкой не поедаются, даже если они извлечены из нее и пропущены через водоносные каналы вместе с чужеродными бактериями. Видимо, потребление своих в последнюю очередь является неписаным законом всего животного мира — от примитивных многоклеточных до кремлевских кабинетов. Опознание своих происходит на биохимическом уровне (у губок).

Многие из симбиотических бактерии не имеют близких родственников вне губок, но являются общими для всех классов губок. По-видимому, значительная часть их эволюции протекала только в губках. Объем симбионтов может составлять до половины от объема живого тела и даже превосходить объем собственно губочных клеток. Симбиоз с бактериями установился у губок очень давно, почти два миллиарда лег назад, судя по биомаркерам (ископаемым неразложимым остаткам молекул), свойственным именно такому сожительству. Поэтому он устойчив, в отличие от симбиоза кораллов с одноклеточными водорослями, который распадается при повышении средней температуры морской воды всего на два-три градуса.

Все это навело некоторых ученых на мысли, что губки — нс настоящие многоклеточные животные, а всего лишь симбиотические производные колониальных бактерий и хоанофлагеллят (воротничковых жгутиконосцев). Эти самые хоанофлагелляты — колониальные одноклеточные, которые сильно напоминают воротничковые клетки губок и очень походят на губочных личинок. У личинок воротничковые клетки сидят снаружи и, размахивая своими жгутиками, двигают личинку в толще воды.

Долгое время считалось, что личинка, закрепляясь на дне. вворачивает поверхностные клетки внутрь и весь взрослый организм становится как бы вывернутым наизнанку подобием других многоклеточных животных. Поэтому губкам даже отказали в причислении к настоящим многоклеточным, о чем можно прочитать в любом учебнике. Такое явление, когда общепринятым считается то, чего на самом деле нет и что никто не удосужился проверить, получило название «учебниковая паранойя».

Овр-сюр-Уаз. Здесь жил Ван-Гог

Париж, мост Александра III

В действительности губка в своем личиночном развитии проходит все те же стадии, что и любое настоящее многоклеточное, а отнюдь не извращается. Воротничковые клетки есть не только у губок и одноклеточных, но и у некоторых кораллов и других беспозвоночных. Сближают губок с другими многоклеточными животными также общность в строении покровных и соединительных тканей, наличие примитивной нервной системы, умение распознавать себе подобных, сходные сложные генные комплексы и белки. Например, губочный скелетный коллаген (спонгин) совершенно не отличим от белка, который образует хрусталик глаза позвоночных. Интересно, что больше нигде и ни у каких других животных этот белок не встречается.

Поскольку амебоциты и даже покровные клетки так или иначе вынуждены напрямую фагоцитировать (пожирать, греч.) крупные чужие клетки, застрявшие в остиях и каналах, даже если это не вполне растительная пища, некоторые губки решились отведать живого мяса. Недавнее открытие губок-хищников французскими ученым и стало настоящей сенсацией в научном мире. По фильму «Абисс» («Бездна») мы знаем, что в этой самой бездне Мирового океана скрываются самые необычные организмы. Оттуда и были извлечены хищные губки.