Подводная охота солнечника
Е. Краснова, научный сотрудник Беломорской биологической станции имени Н. А. Перцова.
Cолнечники - причудливые создания природы. Глядя на снимок солнечника, трудно даже представить, что он представляет собой всего одну живую клетку. солнечники имеют микроскопические размеры - в среднем около 0,02 мм. Самые крупные достигают 1 мм в диаметре. Живут они во всех морях и океанах, в озерах, реках, болотах и даже в аквариумах. Наиболее распространенный вид - Actinosphaerium eichhornii - можно найти летом в каждой российской канаве.
Тело солнечника похоже на шарик с отходящими от него во все стороны тонкими прямыми выростами - ложноножками, их называют аксоподиями. Солнечник оправдывает свое название: он действительно похож на солнышко с лучиками, нарисованное рукой ребенка.
Науке известно около сотни видов солнечников. Российский протозоолог Кирилл Микрюков обнаружил, что в разных частях света от Европы до Австралии обитают одни и те же виды. Но еще удивительнее, что одни и те же виды живут и в пресных водоемах, и в соленых морях, и на дне лужи. Такого космополитизма и широты экологических возможностей нет больше ни у каких организмов.
Латинское название солнечника - Heliozoa. Говоря научным языком, солнечники составляют подкласс одноклеточных животных из класса саркодовых, куда кроме них входят еще два подкласса: корненожки (Rhizopoda), самые известные из которых - амебы, и лучевики, или радиолярии (Radiolaria). Кирилл Микрюков изучил строение 57 видов простейших, которых прежде относили к солнечникам. Солнечники редко встречаются в толще воды, а живут, как правило, на дне водоемов. Поэтому к их сбору были привлечены водолазы, которые аккуратно снимали тонкий поверхностный слой грунта и отбирали придонный слой воды. Некоторые виды солнечников ученому удалось культивировать в лаборатории.
17 апреля 2000 года на заседании ученого совета Биологического факультета МГУ состоялась защита диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Автор работы - тридцатилетний российский протозоолог, научный сотрудник кафедры систематики, сравнительной анатомии и экологии беспозвоночных животных Кирилл Андреевич Микрюков. Восемь лет кропотливого труда он посвятил изучению солнечников. Защита прошла блестяще, отзвучали поздравительные тосты, а спустя две недели молодой доктор наук погиб в байдарочном походе. Холодные воды озера Вельё скрыли подробности этой трагедии - в плавание он ушел один. Не стало ученого с мировым именем, оставившего после себя более сорока научных трудов, которые существенно изменили представления об образе жизни солнечников и их положении в зоологической системе.
Для определения видовой принадлежности и изучения строения этих одноклеточных организмов исследователь использовал методы современной электронной микроскопии. Установить вид солнечника - дело нелегкое: в одних случаях нужно определить положение ядрышка в ядре, в других - размер пор на скелете, в третьих - найти отличия в форме отдельных иголочек и чешуек, составляющих скелет животного.
Солнечник Polyplacocystis coerulea, обитающий в морских и пресных водах: кремниевый наружный скелет, и его фрагмент .
Пресноводный солнечник Polyplacocystis pallida и морской солнечник Polyplacocystis pedunculata, описанные К. А. Микрюковым: кремниевые наружные скелеты (А, В) и их фрагменты (Б, Г). Сканирующая электронная микроскопия.
Микроскопическая структура солнечников очень разнообразна. Но тем не менее их всегда рассматривали как одну систематическую группу, связанную общим эволюционным происхождением. Проведенные Микрюковым исследования позволили пересмотреть это положение. ученый сделал вывод, что солнечников нельзя объединять в одну систематическую группу. Он разделил их на 8 групп, каждая из которых - отдельная эволюционная ветвь. По его мнению, солнечники - это организмы, имеющие разное происхождение, а внешнее сходство у них возникло в результате приспособления к одинаковым условиям жизни. Что же это за условия?
В результате наблюдений за многими представителями солнечников исследователь убедился, что все они живут в поверхностном слое грунта, заякориваясь между песчинками с помощью аксоподий.
Лучевики, или радиолярии. Рисунок
Тело солнечника имеет сферическую форму и многоосную симметрию, что характерно для многих малоподвижных простейших (например, радиолярий), чья жизнь протекает в толще воды в планктоне (то есть в сообществе живущих в толще воды организмов). Такая форма и симметрия возникли у них как результат приспособления к этим условиям. Для многих планктонных организмов характерно развитие длинных тонких выростов, похожих на аксоподии солнечников. Эти выросты облегчают их парение в воде. Но солнечник не живет в планктоне и не парит в воде, а только иногда поднимается с поверхности, чтобы переплыть с одного места на другое, и для этого, действительно, использует свои лучи.
Итак, внешне солнечники похожи на радиолярий. Но по своему строению они существенно отличаются от простейших класса саркодовых. Во-первых, у них нет плотной капсулы, окружающей ядро, и твердого внутриклеточного скелета. Но у многих видов солнечников есть наружный скелет: у одних - ажурный органический, у других - из кремнеземных иголок и чешуек, у третьих - из песчинок и пустых раковинок водорослей. Во-вторых, аксоподии солнечника в отличие от ложноножек других простейших - упругие, поскольку имеют внутренний скелет из микротрубочек. Лучики солнечника тянутся во все стороны сквозь отверстия в наружном скелете.
На основании своих наблюдений, протозоолог сделал вывод, что лучи нужны солнечнику не только для того, чтобы перемещаться с места на место, а еще и чтобы охотиться. Ведь, несмотря на микроскопические размеры, солнечники - страшные хищники. Жертвой может стать любой живой организм: одноклеточная водоросль, инфузория, жгутиковая спора гриба и даже мелкое многоклеточное животное, лишь бы по размерам оно было меньше охотника. На поверхности аксоподий есть мельчайшие органеллы в виде мешочков с клейким веществом, а нередко и с ядовитыми "пулями". Эти органеллы - экструсомы предназначены для добывания пищи. Когда, проплывая или проползая мимо солнечника, жертва нечаянно касается его луча, ближайшие к месту раздражения экструсомы реагируют высвобождением клейкого секрета, а иногда и "выстреливанием" ядовитыми веществами. Бедняга оказывается прочно приклеен к лучу, который тут же начинает укорачиваться, подтягивая жертву поближе к телу одноклеточного хищника. Затем охотник обволакивает ее и начинает переваривать. Те солнечники, у которых в экструсомах нет ничего, кроме клейкого вещества, поедают пищу еще живой. Более "гуманны" виды с ядовитыми экстурсомами - их жертвы умирают сразу. Один из самых важных выводов, сделанный Кириллом Микрюковым в своей работе, состоит в том, что радиальная система лучей аксоподий солнечника позволяет им при малоподвижном образе жизни эффективно улавливать добычу. А значит, сходство солнечников с одноклеточ ными организмами из класса саркодовых и другими простейшими, живущими в планктоне, - чисто внешнее.
А от себя добавим: в учебники смело можно вносить поправки.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://soil.msu.ru/