За порогом вражды

В самых таинственных глубинах микромира

На примере жгутиконосцев мы убедились, что даже простейшие, эти самые примитивные животные, все тело которых состоит из одной крохотной клетки, могут давать приют еще более мелким и просто организованным живым существам. Действительно, в простейших сплошь и рядом поселяются водоросли, грибы, бактерии, риккетсии и вирусы. Конечно, не все такие квартиранты приносят хозяевам ощутимую пользу (ведь среди них есть и паразиты!) и могут быть названы добрым именем симбионтов. Чаще всего о пользе вообще ничего не известно по той простой причине, что их еще никто не изучал. Однако и полезные и вредные, с нашей, человеческой точки зрения, сожители ведут себя довольно скромно и внешне мало чем себя проявляют.

Но вот, изучая жизнь парамеций аурелий, столкнулись с необычным явлением. Некоторые их расы убивали парамеций других рас того же вида, когда их пробовали содержать вместе. Сначала думали, что парамеции из расы „убийц“ выделяют в воду какие-то ядовитые вещества, перед которыми их жертвы беззащитны. Однако никаких подобных веществ обнаружить не удалось.

Истинное оружие парамеций-убийц открыл американский протозоолог Трейси Сонпеборн. Им оказались какие-то загадочные микроскопические существа, погруженные в цитоплазму клетки-хозяина. Приступив к их обстоятельному изучению, Соннеборн вскоре убедился, что эти существа по их свойствам нельзя отнести ни к одной из известных групп микроорганизмов. Поэтому он назвал их нейтрально каппа-частицами.

Каппа-частицы бывают двух типов. В частицах одного типа заключено одно или Несколько преломляющих телец (R-тела), благодаря которым они так и сверкают под микроскопом. Их называют поэтому В-частицами (от английского слова bright — „светлый“, „блестящий“). Частицы другого типа таких телец не содержат, выглядят темными и называются N-частицами (от nonbright — „неблестящий“). Оба типа частиц сходны и по строению, и по биохимическому составу. Но способностью убивать „чужие“ парамеции обладают только В-частицы, да и то далеко не все. И вот что удивительно: парамецию заражают и превращают в убийцу N-частицы, способные делиться. Из них, очевидно, каким-то образом и образуются блестящие В-частицы.

Поскольку в В-частицы входят R-тела, на них теперь и перекладывают всю вину за „кровожадность“ агрессивных рас парамеций. Опыты показали, что заглатывание обычной, „мирной“ парамецией преломляющего тельца не проходит для нее безнаказанно. У нее после этого возникают явные признаки „отравления“. С помощью электронного микроскопа удалось разглядеть, что преломляющее тельце представляет собой ленту, скрученную в тугую пружину, которая может при определенных условиях мгновенно развернуться и нанести сильный удар. Некоторые специалисты считают, что акт убийства как раз и связан с этим внезапным раскручиванием.

Каппа-частицы задали ученым немало задач. Самый главный вопрос: если это живые организмы (а сомнений в этом, кажется, ни у кого не возникало), то куда их отнести: к водорослям, риккетсиям, бактериям или вирусам? Тут-то, пожалуй, полностью оправдывается поговорка: „Сколько людей, столько мнений“. Действительно, суждения о природе каппа-частиц были и остаются самыми различными. Говорит это только о том, что перед нами что-то совершенно особое.

Многое свидетельствует как будто об их сходстве с бактериями — размер, внешняя форма, химический состав, способность к размножению делением. Как и у бактерий, у каппа-частиц нет ядра. Но в отличие от бактерий у них нет и клеточной оболочки, почти или совсем нет ферментов, а хроматиновые вещества не отделены от цитоплазмы. Получается, что они намного примитивнее бактерий.

От риккетсий и особенно вирусов каппа-частицы отличаются прежде всего более крупными размерами. Зато их поведение весьма напоминает поведение вирусов бактерий — бактериофагов, точнее, их неинфекционных зачатков — профагов. Подобно профагу, каппа-частицы прочно соединены с наследственным аппаратом парамеции. Они сообщают ей иммунитет против угрозы со стороны других парамеций, влияют на ее обмен веществ. Но в отличие от профага, включенного в бактериальную хромосому, каппа-частицы диктуют свою генетическую „волк“, находясь в цитоплазме хозяина (долгое время их считали особыми органеллами парамеций — плазмогенамн). Кроме того, новые фаговые частицы появляются на свет ценой гибели взрастившей их бактериальной клетки, а только что образовавшиеся каппа-частицы, выбираясь на волю, оставляют парамецию целой и невредимой. Все это характеризует каппа-частицы как в высшей степени загадочных эндосимбионтов.

Судьбы каппа-частиц и парамеций неразрывны, и, как только что было сказано, эта неразрывность закреплена наследственно. Каппа-частицы стали известны как первые носители так называемой цитоплазматической наследственности, для которой до их открытия не могли найти правильного объяснения. Впрочем, иногда хозяин начинает проявлять независимость, но она оборачивается для него пагубными последствиями. Так, случается, что под его воздействием размножение каппа-частиц сильно замедляется, отставая от размножения парамеций. Тогда молодые парамеции, освободившиеся от симбионтов, рискуют каждую минуту стать жертвой каннибализма своих зараженных сородичей. Выходит, что каппа-частицы превратились в необходимое средство личной безопасности. Кто их не имеет, обречен на гибель.

У той же парамеции аурелин были открыты более крупные, похожие на каппа, частицы, которые Сопнеборн назвал лямбда-частицами. Они также выступают в роли убийц, причем остаются смертоносными даже тогда, когда их выделяют из тела хозяина. Но в дополнение к этому основному свойству они, по-видимому, еще и снабжают парамецию-хозяина витамином — фолиевой кислотой. Возможно, на нечто подобное способны и каппа-частицы. Если это будет доказано окончательно, то загадочный симбиоз каннибалов обогатится мирным, пищевым содержанием.

Содружество с микробоподобными частицами свойственно не одним парамециям. Подобный симбиоз был открыт, например, у флагелляты критидии, которая паразитирует в кишечнике клопов, живущих на латуке. В клетке критидии обычно обитает лишь пара похожих на бактерии телец, которые размножаются простым делением. То, что их не становится больше, объясняется, очевидно, тем, что размножением телец, как и у парамеций, заведует клетка-хозяин. Впрочем, в опытах при определенных условиях их удавалось заставить плодиться с такой быстротой, что, переполнив тело критидии, они приводили их к гибели.

Тельца, обнаруженные во флагеллятах, видимо, подобно лямбда-частицам, одарены способностью вырабатывать витамины. Многие теперь склонны считать, что исключительная способность жгутиконосцев синтезировать вещества, необходимые для их роста, — это свойство не самих жгутиконосцев, а их микробоподобных симбионтов.

В последнее время в парамециях и других одноклеточных обнаружили массу новых, не менее таинственных частиц. Пожалуй, в простейших их оказалось больше, чем в ядре атома. По традиции их обозначают греческими буквами альфа, бета, мю, пи, эпсилон и т. д. Есть опасение, что если описание незнакомок из симбиотического микромира будет продолжаться такими же темпами, то в греческом алфавите для них скоро не хватит букв.

До сих пор мы говорили о симбионтах цитоплазмы парамеций. Но, оказывается, они пробрались и в ядра клеток-хозяев. В 1969 г. английский протистолог Дж. Прир обнаружил в макронуклеусе парамеции аурелии „бактериальные“ тельца, которые он назвал альфа-частицами. В нашей стране уже в 70-х годах Д. В. Осипов и И. С. Ивахнюк нашли в микронуклеусе парамеции каудатум до нескольких сот „бактерий“, названных ими омега-частицами. Частицы эти не обладают убивающим действием и встречаются в парамециях редко. Обосновавшись в их малом ядре, они уверенно переходят из поколения в поколение. Для изучения всех этих частиц пока применяют один испытанный метод — прерывание и возобновление симбиоза.

Из всех существующих в природе микросимбионтов микробные частицы простейших, обозначаемые греческими буквами, — самые интересные. Они влекут к себе исследователей, во-первых, заманчивой перспективой проникновения в сокровенные глубины живого микромира и, во-вторых, вполне реальной возможностью заставить частицы, подобно многим „настоящим“ микроорганизмам, служить не только парамециям, но и человеку.