Чи так проста амеба протей?

Амеба протей - назва знайома кожному. Це найпростіший одноклітинний організм, так нас вчили у школі. Але виявляється не все так просто: одноклітинний - так, найпростіший? - Дуже навряд. Майже 300 років досліджень амеб породили більше питань, ніж відповідей.

Світ повний амеб, їх безліч: одні живуть самостійно, інші об'єднуються в подобу багатоклітинного організму зі складними симбіотичними зв'язками і функціями; одні види мирно живуть у водоймах і вологому грунті, інші є паразитами, які мешкають в наших тілах і харчуються ними ж; навіть зовнішній вигляд двох різних видів може відрізнятися настільки сильно, що не кожен біолог визнає в них родича того найпростішого, який приходить на думку при слові "амеба".

амеба протей

Макрофотографія: амеба протей збільшена в 500 разів.

Виходячи з цього здається трохи дивним вибір саме амеби протея в якості об'єкта досліджень, так як деякі види мають набагато більш складну будову і створюють враження більш цікавих істот. Наприклад, було б логічно направити всі сили на вивчення паразитичної дизентерійної амеби, яка живе в наших з вами кишечниках. Довгий час цей мікроскопічний паразит вважався практично нешкідливим, але 2 тижні тому вченим з Віргінського університету в США вдалося з'ясувати, що дизентерійні амеби буквально поїдають нас живцем.

З іншого боку, амеба звичайна - цілком виправданий вибір. По-перше, маючи розміри тіла 0,5 мм, цей організм є одним з найбільших серед собі подібних. По-друге, абсолютно прозоре тіло дозволяє в деталях розглянути і проаналізувати процеси, що відбуваються в одноклітинній істоті. І нарешті, дослідників вабила простота протея. Виправданий цей вибір був і тому, що кожне нове відкриття тільки забирало у Amoeba proteus ту саму простоту...

Взагалі-то досить показово, що істота, чию анатомію можна описати одним, максимум двома реченнями принесло науці стільки сюрпризів. Перший з них трапився без малого 3 століття тому, але виявлений був тільки в 50-х роках 20 століття. Факт відомий і загальновизнаний - амеба була відкрита німецьким ентомологом Резель фон Розенгофом у 1757 році після того як його служниця пролила воду на мікроскоп. Відкриту істоту вчений назвав "маленьким протеєм" і навіть докладно описав спосіб пересування свого відкриття. Тільки через 200 років, аналізуючи замальовки Розенгофа вдалося з'ясувати, що спостерігав він не амебу, а інший одноклітинний організм - пеломіксію.

Назва "амеба" з'явилася тільки в 1822 році, в перекладі з грецької воно означає "зміна" або "мінливість". І дійсно, кращої назви для амеби, яка постійно змінює форму свого тіла і не вигадаєш. Перші дослідники і зовсім стверджували, що ці мікроскопічні тварини не мають певної форми тіла, але тут вони помилялися. Тіло нерухомою амеби насправді має довільну, кожен раз відмінну від попередньої, форму. Це як мінімум дивно, але характерну форму вона приймає тільки при цілеспрямованому русі: клітина сильно витягується в довжину, в передній її частині з'являється кілька псевдоподій ( виростів ) різного розміру, в які активно перекачується цитоплазма, ядро при цьому знаходиться в задній частині (стосовно напрямку) клітини.

Рух амеби - це одна з ознак, за якими вчені визначають приналежність до конкретного виду. У цілому ідентифікація Amoeba - це зовсім не простий процесс, який до того ж не дає 100%-го результату. Тому в лабораторіях прийнято працювати з виведеними штамами відомого походження, щоб уникнути проблем при зіставленні різних результатів.

Рух амеби протей під микроскопом. Збільшення 600х

Амебоїдний рух - унікальний і неймовірно цікавий процес. Три сотні років вчені спостерігали за протеями в мікроскоп і чітко бачили як потік цитоплазми б'є в ложноножку, змушуючи її рости і мало по-малу пересуваючи всю клітину вперед. Але що лежить в основі цього процесу, в який саме спосіб амеба змушує свою ендоплазму рухатися в потрібний бік пояснити не вдавалося. Тільки відносно недавно з'ясувалося, що за рух амеби відповідають відразу кілька практично не пов'язаних механізмів. Під плазмалеммою (тонка клітинна мембрана) була виявлена ​​складно влаштована структура з білків міозину і актину, які складають основу м'язових тканин багатоклітинних тварин. Після цього відкриття багато біологів в один голос заявили: "Настільки складний механізм переміщення міг розвинутися тільки в наслідок тривалої еволюції."

Ще більше здивування принесли результати роботи генетиків. Виявилося, що всі амеби відрізняються неймовірною, як для одноклітинних, довжиною геному. Так, геном виду Amoeba dubia складається з 690 000 000 000 (690 млрд) пар нуклеотидів, подумати тільки весь геном людини вмістився в якихось 2,9 млрд пар. Геном Amoeba proteus складається з приблизно 500 млрд пар нуклеотидів включених у більш 500 пар хромосом.

Той факт, що амеба протея добре переносить механічні пошкодження спонукав вчених на проведення неоднозначного експерименту: пересадку ядра і/або цитоплазми з одного організму в інший. У теорії всі були впевнені, що пересаджене ядро приживеться в іншому штамі. Але на практиці, все виявилося з точністю та навпаки. У ході цих дослідів було виявлено іще одна неоднозначна особливість: спадкові ознаки цього найпростішого залежать від генома, що зберігається в ядрі, а не від ендоплазми, яка становить основну масу клітини.

Чи так проста амеба звичайна, яку ми називаємо найпростішим одноклітинним організмом? Аж ніяк! Всі вищевикладені факти лише в черговий раз підтверджують відомий вислів: "Ми знаємо ще дуже мало".

Евгений Мартыненко