Петербургские биологи определили новый вид тихоходок, крошечных беспозвоночных
Тихоходки, может, ходят тихо — зато и «летают». В космос / ФОТО предоставлено СПбГУ
С помощью молекулярного метода биологи СПбГУ определили новый вид тихоходок, крошечных беспозвоночных. А еще подтвердили, каким образом этот вид занесло в Африку. Впечатляет? Ну положа руку на сердце… Что за прок для народного хозяйства в каких‑то тихоходках, да еще не местных? Есть прок.
Боттичелли, матрешка, мумия
«Звери» — так с симпатией называет свой объект исследований Денис Туманов, старший преподаватель кафедры зоологии беспозвоночных СПбГУ.
Зверь не больше 1 мм в длину. Внешность такая, что увеличь в тысячи раз и вставляй без прикрас в фантастический ужастик. Однако ученые нежно сравнивают это беспозвоночное то с поросятами, то с медвежатами — во многих европейских языках тихоходки так и именуются, «маленькие водяные медведи»: водяные, поскольку живут в капле воды.
Компактное тело состоит из четырех сегментов, к каждому прикреплено по паре ножек, обычно с коготками. Тихоходок и увидели‑то только в XVIII веке — в оптический инструмент. Ломали голову: что это? Похоже и на круглых червей, и на членистоногих — а те и другие далеки друг от друга.
— Почему тихоходки сочетают их признаки, было совершенно не понятно, — рассказывает Денис Туманов.
Лишь относительно недавно выяснилось, что членистоногие и черви-нематоды — на самом деле представители одной эволюционной ветки «линяющих животных». Своего котика вы к ней не причислите: там только существа, чье тело покрыто периодически сбрасываемой кутикулой. Часть признаков общего предка всех линяющих, видимо, и унаследовали тихоходки.
Среди них есть и вегетарианцы, и хищные: бывает, большие амебы едят молодых тихоходок, а взрослые тихоходки — амеб. Сами служат прокормом — например клещам.
Самое изумительное их качество — живучесть.
— В популярной литературе их нередко описывают как таких неубиваемых. Это не совсем так, — комментирует зоолог.
Живучи они, когда… не совсем живы. При благоприятных обстоятельствах как раз очень уязвимы. Но стоит обстоятельствам ухудшиться, как «зверь» переходит в иное состояние, их варианты впечатляют.
Например, тихоходка может отложить яйца, которые перенесут и промораживание, и высыхание. Или образует цисты — временные защитные оболочки. Не сбрасывает кутикулы, а наращивает их слоями, превращаясь в такую матрешку. В зарубежной научной литературе эта стадия и называется matryoshka stage — правда, иногда существо в этой стадии сравнивают с мумией в саркофаге.
Либо тихоходка высыхает и превращается в «боттичелли». Как для знаменитого художника эпохи Ренессанса словечко «боттичелли» (с итальянского «бочонок») стало прозвищем, так и для высохшей тихоходки. Просто итальянцы первыми отметили эту особенность: туловище укорачивается, лапки втягиваются — точь‑в точь маленькая бочка. В таком виде существо переносит низкие температуры, высокие дозы радиации, отсутствие кислорода.
В народном хозяйстве пригодится
Царство животных делят на типы, классы, отряды и так далее, до видов. Но есть и неофициальное деление на значимых и незначимых. Оно условное: в природе нет бесполезного. Но если вид не приносит нам выгоды или ущерба, его изучение, скажем так, не приоритет.
Вот тихоходок до недавнего времени считали незначимыми: микроскопические, ни пользы от них очевидной, ни вреда. Однако, говорит Денис Туманов, их численность огромна, они обитают везде — от океанских глубин до высокогорий. Они едят и их едят — это звено в круговороте энергии.
Скромное существо приобрело известность, когда его способность выживать в несовместимых с жизнью условиях заинтересовала космических биологов. Тихоходок в стадии боттичелли отправляли даже в открытый космос. Микрокамеры с ними открывались на орбите, «пассажиры» несколько часов подвергались воздействию вакуума, излучения, температуры минус 270 °C. Вернувшись на Землю, значительная часть этих «космонавтов» не только пришла в себя, но и принесла нормальное потомство.
Эта стойкость нам «в хозяйстве пригодится».
Выделены гены, которые обеспечивают устойчивость при высыхании и воздействии радиации, — их даже внедрили в геном человека.
Пока лишь в клетки, живущие в культурах вне организма.
И эти модифицированные человеческие клетки стали в 40 раз устойчивее к воздействию радиации.
Впрочем, внедрять эти гены в живого человека пока не спешат.
На самом деле суперспособность тихоходок к адаптации известна уже лет сто. Вопрос, как работают эти механизмы. Адаптационные таланты у видов не одинаковы. Если представительницу тропического вида заморозить — не выживет. Ей просто не доводилось вырабатывать такие приемы адаптации. Зато этот фокус удастся арктическим видам. А обитательница пресных водоемов не перенесет высыхания — зато перетерпит, если в жару в воде снизится кислород: в этом случае надуется, как шарик.
С Сейшел в Петербург
Сравните. Членистоногих (насекомых, ракообразных, многоножек, мечехвостов, паукообразных) известно больше миллиона. Видов тихоходок описано всего около 1,5 тысячи. Мало? Специалистов по ним куда меньше. Сказывается прежнее пренебрежение «незначимыми» животными. В СПбГУ — одна из немногих научных групп в мире, которые этим занимаются.
И тут на помощь приходят молекулярные методы. Такой и применили ученые СПбГУ в идентификации тихоходки с Сейшельских островов. (К слову, в 1990‑е первым описал тамошних тихоходок российский ученый, учитель Туманова — Владимир Бисеров.)
Свое исследование зоологи скромно характеризуют как «неэпохальное и практически случайное». Рассчитывали, что в маленьком образце сейшельского мха обитают инфузории, а их не оказалось — зато обнаружилась одна-единственная ярко-красная тихоходка. Она мужественно перенесла путешествие до Петербурга, даже не впадая ни в какое боттичеллиевское состояние.
Но на этом ее везение закончилось. Будь организм крупнее, можно было бы отщипнуть кусочек и проанализировать ДНК — у человека, скажем, для этого и волоса может хватить. С микроорганизмами все радикальнее. Помещаем в пробирку со специальной жидкостью, в ней под определенным воздействием мягкие ткани растворяются, а ДНК уходит в раствор.
Оставшаяся после растворения мягких тканей шкурка-кутикула подтвердила: тихоходка так называемая панцирная, у нее кутикула с такими щитками вроде панциря. Род — Echiniscus. Вид — lineatus. Вообще вполне распространенный в Юго-Восточной Азии, в Африке, в тропиках Южной Америки. Но на Сейшелах его раньше не фиксировали.
Сравнили с представителями этого же вида, которые обитают в Африке и Азии, — и вот загадка: к азиатским наша «сейшелка» оказалась ближе, чем к африканским, хотя географически Африка ближе.
Единственное объяснение — азиатских тихоходок на Сейшелы занесло ветром. Но тут опять загадка. Гипотеза, что ветер может переносить тихоходок на дальние расстояния, уже существовала. И ее проверяли. И тогда она не подтвердилась: не удавалось обнаружить занесенные издалека виды.
Работа петербургских ученых — иллюстрация того, что перепроверять стоит и неподтвердившиеся гипотезы. Потому что, как выяснилось, в тропиках этот «ветровой перенос» все‑таки работает благодаря постоянным ветрам пассатам. Те переносят тихоходок из Юго-Восточной Азии. Конечно, говорит Денис Туманов, часть приводняется в океане, какие‑то гибнут от ультрафиолета в высоких слоях атмосферы, но других благополучно заносит на Сейшелы либо в Африку.
По-настоящему изучение тихоходок только начинается, уверен ученый. Его, кстати, можно послушать в научно-популярном подкасте СПбГУ «Генрих Терагерц», легко найти в любой поисковой системе.
Комментарии