Цивилизация
К такому выводу в своем исследовании пришли биологи из отделения экологии и эволюционной биологии Университета Аризоны, опубликовавшие статью в журнале Evolution.
Ученые изучали ядовитые одноклеточные водоросли Prymnesium parvum, которые до сих пор обитали в океанах, а сейчас начали проникать в речные бассейны США. Эти микроорганизмы относятся к группе так называемых золотых водорослей, названных так за счет пигмента, придающего клеткам золотое свечение. Они отдаленные родственники диатомов, составляющих основную часть фитопланктона, и гигантских бурых водорослей. Нет свидетельств тому, что примнезиумы опасны для человека или домашнего скота, но для рыб они смертельны. Впрочем, многие исследователи считают, что свой токсин они производят не против рыбьего царства, а в качестве защитного средства в конкурентной борьбе с другими одноклеточными водорослями за территорию, где есть солнечный свет и питательные для них вещества.
В ходе исследований ученые выделили несколько линий этого вида и с удивлением обнаружили, что одна из них размножается значительно быстрее других, причем никаких токсинов при этом не производит.
Энергию, необходимую для производства токсинов, они использовали для своего воспроизводства.
«Есть мошенники, о которых мы даже не подозреваем, — утверждает главный автор статьи Уильям Дрисколл. — В мире микробов такие мошенники могут сосуществовать вместе со своими ядовитыми сородичами и задаром получать преимущества от этого соседства — это настоящие халявщики.
Если вы отдельная клетка, плывущая в воде, не имеет никакого значения, производите вы токсин или нет, его сразу унесет от вас.
Это имеет смысл только тогда, когда токсин производит целая популяция, и только там может возникать популяция мошенников».
Дрисколл и его коллеги считают, что существование клеток-халявщиков есть прямое следствие адаптационных механизмов эволюции. Они обнаружили, что когда водоросли-конкуренты истреблены и больше нет смысла выделять токсины, рост ядовитых водорослей останавливается, а нетоксичные клетки начинают стремительно умножаться в количестве.
Одноклеточные организмы вообще очень мало изучены, и о жизни микробов почти ничего не известно.
Группа Дрисколла выяснила, что социальная составляющая этой жизни довольно велика.
Так, нападая на чуждую клетку, они присасываются к ней двумя своими жгутиками и поражают ее ядом. Порой в этот момент возникает борьба, и тогда в нее вступают другие ядовитые клетки, окружая жертву и выделяя токсины.
Пытаясь разобраться в том, как примнезиумы производят свой яд на генетическом уровне, ученые сравнили геномы «честных» клеток и клеток-мошенников, но фактически ничего не выяснили. Они обнаружили только, что у клеток-мошенников некоторые гены, связанные со стрессом, регулируются иначе. По словам Дрисколла, проблема заключается в том, что до сих пор не был секвенирован ни один одноклеточный организм, родственный этим водорослям. «Многие гены, секвенированные нами, — говорит он, — оказались совершенно новыми, поэтому их функции еще только следует выяснять».
Исследователи надеются, что наличие клеток-мошенников окажется ахиллесовой пятой ядовитых водорослей и что с их помощью удастся обуздать их токсичность.