Я познаю мир. Живой мир - Целлариус А. Ю. - Страница 24

image l:href="#image75.png"

Фототрофное питание

Хемотрофы получают энергию, окисляя неорганические вещества – аммиак, серу и её соединения, соединения железа, водород. К хемотрофам относят и прокариот, окисляющих метан, хотя, строго говоря, метан – органическое соединение и большая часть метана на нашей планете есть результат деятельности метанообразующих архебактерий. Часть хемотрофов использует в качестве окислителя кислород. Но есть среди них и анаэробы, у которых окислителем служат другие вещества. Получаемая энергия аккумулируется в молекулах АТФ и далее обычно используется не для синтеза универсального топлива, а напрямую обеспечивает биохимическую кухню прокариоты. Вообще, хемотрофы в качестве источника углерода используют углекислый газ, поэтому к ним вполне применим термин «автотрофы». Но на самом деле у некоторых из них, например у метанообразующих архебактерий, механизм фиксации углерода настолько замысловат и необычен, что никаких аналогий с привычной схемой синтеза у автотрофных эукариот углядеть невозможно. И многие бактериологи предпочитают термин « хемолитотрофы».

image l:href="#image76.png"

Хемотрофное питание

К органотрофам относятся прокариоты, которые получают энергию, окисляя органические вещества, и эти же вещества используют в качестве источника углерода. Собственно, в этой части своей жизнедеятельности они подобны нормальным гетеротрофам: привычных нам всем слонам, мухам, грибам и аскаридам. Однако, строго говоря, сходство это во многих случаях очень и очень поверхностное, потому бактериологи часто предпочитают термины « органотрофы » или « хемогетеротрофы ». Дело в том, что у прокариот, это касается не только органотрофов, существуют такие наборы ферментов, такие метаболические пути и такие продукты метаболизма, которые эукариотам не приснятся и в страшном сне.

image l:href="#image77.png"

Органотрофное питание

В Антарктиде, в пробах льда, взятых с глубины более 500 м, обнаружены вполне жизнеспособные бактерии, «оживающие» при повышении температуры. Возраст этих отложений – около 20 ООО лет, то есть, вполне вероятно, бактерии вмерзли в лед, когда по Европе ещё бродили стада мамонтов и шерстистых носорогов, на которых охотились наши волосатые предки. В той же Антарктиде существуют озера, укрытые толстым слоем нетающего льда. Сквозь лед и снег туда проникает некоторое количество света, и здесь существуют сообщества прокариот, группирующихся вокруг фотосинтезирующих цианобактерий.

Кто такие протисты

Первое царство домена эукариот – это царство протист. Некогда в царство протист согнали всех одноклеточных, включая прокариот. Потом прокариот отделили и стали ломать голову, что делать с теми существами, которые в царстве остались. Беда заключалась в том, что провести пусть не совсем четкую, но хоть какую–то мало–мальски определенную границу между протистами и другими царствами домена эвкарий не удавалось. Это только кажется, что всё так просто – протисты одноклеточные, а все прочие многоклеточные. На самом деле между теми и другими существует масса переходных форм, от простых колоний, состоящих из пары десятков совершенно одинаковых клеток, до весьма сложных образований, включающих сотни и тысячи клеток, выполняющих разную работу. Как вы помните, многоклеточные формирования имеются даже у прокариот.

Смутное время в домене эвкарий продолжалось до самого недавнего времени, до тех пор, пока в царство протист не депортировали множество подданных высших царств, которые не обладали хорошо выраженными тканями. Ткань – это группа специализированных клеток, одного типа или разных, выполняющая определенную работу – например, обеспечивающих перенос питательных веществ, или дающих опору и защиту телу или отдельным органам (соединительная ткань), или обеспечивающих движение (мышечная ткань) и так далее. Было принято решение: все эукариоты, не обладающие тканями, – протисты. Когда депортация была завершена, границы стали гораздо более четкими, и пограничные конфликты в среде биологов пошли на убыль.

Хотя, надо сказать, всё далеко не так просто – посмотрел на организм, не обнаружил тканей, отправил в царство протист. Мы уже не раз говорили, что биология особая наука, она имеет дело с объектами, которые эволюционируют, изменяются, причем медленно и постепенно. И провести грань между «уже тканью» и «ещё не тканью» бывает невозможно. Поэтому принимаются во внимание признаки, которые характеризуют группу в целом – «главные» признаки, составляющие её сущность. Например, некоторые водоросли обладают системой клеток, очень похожей на проводящую ткань растений. Но их ближайшие родственники могут таких «тканей» не иметь и при этом сохранять все фамильные признаки водорослей.

image l:href="#image78.png"

Строение листа растения (А) и слоевища водоросли (Б)

И если у продвинутых членов группы эти «ткани» отобрать, они просто превратятся в своих «бестканевых» родичей. Иногда это можно проделать буквально, хирургическим путем, и водоросль будет благополучно существовать. А вот лишить тканей дуб, папоротник или мышь невозможно. Мышь – это система тканей, без них она перестанет быть мышью.

Мало того, существует царство грибов, у которых, хоть тресни, настоящей тканевой организации нет. Но и от всех прочих «бестканевых» организмов они отличаются, отличаются механизмом клеточного деления, которого нет ни у одной другой группы живых существ. Так что наиболее точный ответ на вопрос, кто такие протисты, следующий – это все живые существа, которые обладают клеточным ядром, не имеют нормальных тканей и не относятся к грибам. Смех смехом, но такой подход к делу очень упростил ситуацию.

Теперь в царстве протист благополучно существуют многие группы, которые раньше относили, скажем, к грибам – но эти грибы были настолько на грибы непохожи, что было совершенно непонятно, куда их в этом царстве приткнуть – и которые прозябали на роли каких–то деклассированных элементов. Из царства растений ушли все организмы, которые называются водорослями. Среди них есть как одноклеточные, что вносило путаницу, так и многоклеточные, даже очень многоклеточные, но которые с большинством других растений не имели совершенно ничего общего не только по строению, но, главное, по биохимии и структуре нуклеиновых кислот. Объединяла их только эукариотность и способность к фотосинтезу. Кстати, в царстве растений в свое время пытались пригреть даже фотосинтезирующих прокариот – цианобактерий, которые в память о тех временах до сих пор носят в качестве второго имени имя синезелёных водорослей. С облегчением вздохнули и зоологи, которым теперь не надо втискивать в систему животного царства амеб и инфузорий, которые в эту систему никак не лезут просто потому, что не имеют к настоящим животным никакого отношения.

На этом, однако, проблемы не закончились. Предками протист, несомненно, были какие–то древние прокариоты. Но, судя по строению и биохимии разных групп протист, представляется очень вероятным, что эти группы произошли от весьма разных прокариот и, быть может, некоторые из них приобрели особенности эукариотной организации независимо друг от друга. А это значит, что царство протист вовсе не царство, а, так сказать, конфедерация. И быть может, грибы – вовсе не член триумвирата высших царств, а как раз входят в эту конфедерацию. Попытки разделить протист на несколько царств предпринимаются регулярно, но единой точки зрения, куда кого относить, пока не выработано. Проблема заключается ещё и в том, что часть протист ранее входила в епархию зоологов, у которых совсем иные подходы к классификации организмов, чем у ботаников, в ведении которых находилась остальная часть. Ныне протистологи выделяют в царстве протист от полутора до трех десятков отделов, в основном руководствуясь «ботаническими» критериями – особенностями деления клетки и её биохимией. Зоологи, по привычке обращая основное внимание на строение организма, обычно норовят всех подведомственных им неавтотрофных протист свалить в один отдел (тип). Получается у них это плохо, и мы следовать им не будем.