Морской микроорганизм размножается как монстр из фильма «Чужой»: ученые долго не могли поверить в такое

В 1979 году на экраны вышел фильм Ридли Скотта, где жуткое инопланетное существо вырывалось наружу сквозь грудную клетку своей жертвы. Тогда это казалось чистым вымыслом, пределом фантазии сценаристов. Однако спустя десятилетия биологи обнаружили у побережья Шотландии микроскопическое существо, чей способ появления на свет почти в точности воспроизводит ту самую сцену из культовой картины.


Исследователи, впервые увидевшие этот процесс под электронным микроскопом, отказывались верить собственным глазам. Понять ученых можно, ведь это полностью противоречит всему, что знает наука о мире одноклеточных организмов.

Ну очень взрывное рождение

Обычный способ размножения для большинства одноклеточных — это деление надвое, когда из одной взрослой клетки образуются две примерно равные дочерние. Но у существа под названием Caledochytrium aldermaii все происходит совершенно иначе. Внутри материнской клетки формируется обширная внутренняя полость. В этой полости созревают новые дочерние клетки, но и это еще не все. Некоторые из этих дочерних клеток уже содержат внутри себя следующее поколение — своеобразную третью волну будущих организмов, сжатую в единой оболочке.



Когда наступает момент рождения, внешняя клетка-мать просто разрывается, выбрасывая наружу все внутреннее содержимое. Ни у одного представителя этой группы организмов наука ранее не фиксировала ничего подобного. Ученым из Великобритании, наблюдающим за этим процессом, потребовалось время, чтобы осознать: перед ними не случайность и не артефакт съемки, а реальный биологический механизм, который природа, кажется, позаимствовала у голливудских сценаристов.

Существо было обнаружено рядом с восточным побережьем Шотландии. Это об этом прямо говорит первая часть названия микроорганизма — Caledochytrium (Каледония — это римское название Шотландии). Вторая часть — aldermaii — дана в честь доктора Дэвида Олдермана, который сыграл ключевую роль в открытии.

Скромный санитар с богатым внутренним миром

Описанный вид относится к лабиринтуломицетам, малоизвестному классу морских микроорганизмов. Они выполняют роль санитаров в морской воде, разлагая мертвую органику и тем самым участвуя в круговороте веществ. До недавнего времени их существование оставалось практически незамеченным для науки, но теперь ситуация кардинально меняется. И причина не только в экзотическом способе размножения.



Каждая такая клетка примерно наполовину состоит из белка. Это делает ее ценным потенциальным источником питательных веществ. Но самое интересное кроется в другом. Лабиринтуломицеты являются природными производителями ценных омега-3 жирных кислот, включая докозагексаеновую кислоту. Обычно этот компонент получают из жирной рыбы, но здесь его синтезирует микроорганизм. Кроме того, эти клетки производят каротиноиды — натуральные розовые пигменты, которые востребованы в пищевой промышленности.

Эти вещества активно используются в производстве детских молочных смесей, кормов для животных и рыб, а также в изготовлении пищевых добавок для человека. Именно понимание того, как именно размножается и растет Caledochytrium aldermaii, открывает путь к его промышленному выращиванию. Если ученые научатся управлять этим процессом, человечество получит устойчивый источник важнейших нутриентов, не зависящий от вылова рыбы или сложного химического синтеза.

Клетка лабиринтуломицета настолько богата полезными веществами, что ее можно рассматривать как миниатюрную фабрику по производству белков и жирных кислот. При этом сам микроорганизм не требует сложного ухода: как уже было сказано, ему нужно только соленая вода и мертвая органика.

Однако до промышленного применения еще далеко, потому что ученые только начали понимать, как именно работает его репродуктивная система. Британская исследовательская группа, в которую вошли специалисты из университетов Хериот-Ватт и Стирлинг, а также сотрудники научного центра в Веймуте, потратила немало времени, чтобы зафиксировать и описать этот необычный процесс.

Старомодный подход против генетической гонки

Доктор Джейн Полглаз, посвятившая изучению лабиринтуломицетов почти пять десятилетий, отмечает любопытную тенденцию в современной науке. Сегодня исследования все чаще концентрируются на генетическом анализе, на расшифровке ДНК, и это, безусловно, дает огромные результаты. Но при этом многие забывают, что не меньше информации можно получить, просто наблюдая за живым существом. Именно этот «старомодный» подход позволил заснять уникальный процесс размножения, который легко было бы упустить, сосредоточившись исключительно на секвенировании генома.



Когда клетка Caledochytrium двигается, она оставляет за собой сеть из тончайших мембран, похожую на паутину. Этот «след» служит ей для передвижения, питания и поддержания плавучести. Но у этого явления есть и неожиданный экологический аспект. Личинки морских животных, беспозвоночных или мелких рачков, собираются на этих мембранных остатках, чтобы питаться ими. Таким образом, белки и жиры, произведенные микроорганизмом, передаются по пищевой цепочке более крупным обитателям моря.

Ученые пока не знают, насколько широко распространен Caledochytrium aldermaii в природе. Пока его нашли только у побережья Шотландии, и только поблизости от мест, где обитают осьминоги и радужная форель. Но это может оказаться лишь вершиной айсберга. Исследователи предполагают, что аналогичные организмы могут обитать в других соленых водах планеты, оставаясь незамеченными из-за недостаточной изученности.