Личная жизнь растений. Извращенство в мире водорослей.

Ух, чё-то давненько я не писал про личную жизнь растений... Причиной тому была то-ли загруженность, то-ли проблемы с поддержкой качественного контента. Но, так или иначе, я воспрял и сделал это.

Героями энтого поста стали красные водоросли, или багрянки (Rhodophita), ныне выделенные аж в отдельное царство - Rhodobionta. И тому есть причины. Уж дюже эти живые организмы отличаются от обычных растений.

Первое, что в них необычно - это их окраска, соответствующая названию. Их тело, представляющее собой сплошное слоевище, окрашено в насыщенный красно-розовый цвет. Ведь для улавливания света они используют не хлорофилл, а другие схожие пигменты - каротиноиды и фикобелины, имеющие оранжевую, красную и розовую окраску. Это связано с тем, что красные водоросли живут на больших глубинах, куда проникают только голубые и зелёные лучи света, а названные пигменты лучше всего поглощают фотоны именно этой частоты.

Правда, хлорофилл у них всё равно есть, ведь только он способен эффективно превращать свет в химию. Поэтому атомы хлорофилла и фикобелина с помощью специальных белков образуют особые комплексы - фикобелисомы (рис. 2). В центре них - хлорофилл, а вокруг, как крона вокруг ствола, толпятся атомы фикобелинов и каротиноидов. Последние поглощают лучи света и передают их энергию хлорофиллу в центре, а этот пигмент своё дело знает.

Кстати, хлоропласты у этих водорослей тоже необычные. Они имеют не две, не три, а целых четыре мембраны. Причём между второй и третьей находится редуцированная структура, представляющая собой остатки ядра одноклеточного организма. Из этого можно сделать вывод, что их хлоропласты представляют собой некогда съеденные, но не переваренные одноклеточные водоросли.

Когда это произошло - сложно сказать. Скорее всего, эти живые организмы имеют очень древнее происхождение. Некоторые окаменелости, предположительно им принадлежавшие, имеют возраст более миллиарда лет, причём, что самое удивительное, внешне они от современных форм почти не отличаются.

Окромя всего перечисленного, красные водоросли могут похвастаться невероятно сложным и головоломным жизненным циклом. Ни у каких других фотосинтезирующих организмов нет ничего подобного. Из всей биоты, существующей на нашей планете, с ними в этом могут соперничать только некоторые ржавчинные грибы. О них я тоже как-нибудь потом расскажу...

Итак. Господа. Готовьтесь ломать свой мозг. Я начинаю вещать про их жизненный цикл (см. рис. 3). Ух, сейчас вы поймёте, почему я назвал их извращенцами!

Кхе-кхе... Начнём с того, что нам близко и понятно. А именно - с их половой дифференциации. Да, у них на определённой стадии цикла существуют мужчины и женщины. По-научному они называются мужскими гаметофитами и женскими гаметофитами. И - внезапно - в отличии от нас с вами, они имеют гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Неожиданно, да? У нас гаплоидны только сперматозоиды и яйцеклетки, а у них - полноценные живые организмы соответствующего пола!

Я вам ещё не сломал мозг? А ведь мы только начали...

Далее развитие событий идёт относительно логично и предсказуемо. Мужские растения выращивают себе жирные сперматангии с массой спермациев (это как сперматозоиды, только без жгутиков и потому разносятся пассивно течением). Женские растения образуют карпогоны с яйцеклетками, которые отращивают себе нить-трихогину для того, чтобы эффективнее отлавливать спермации. Да, у них всё не как у людей: если у нас мужские половые клетки толпой бегают за женской, то у них женские половые клетки сами свою вторую половинку из воды вылавливают. И это совершенно логично - ведь спермации красных водорослей, повторюсь, не могут самостоятельно бегать, как наши сперматозоиды-озорники.

Да, вот это вот всё я условно называю предсказуемым. Ведь потом начинается совсем дикая дичь. Оплодотворённая яйцеклетка начинает развиваться в диплоидное (т. е. с двойным набором хромосом) растение, называемое карпоспорофитом. Хотя не знаю, можно ли это называть полноценным растением. Потому что по сути это - паразит. Причём родительская водоросль ещё и образует вокруг него защитную оболочку - перикарп... Господа, вы где-нибудь видели, чтобы дети так долго и нагло паразитировали на родителях? Блин, это же риторический вопрос - у нас ведь и похлеще кадры попадаются...

Как нетрудно догадаться, карпоспорофиты долго не живут, и весь смысл их существования сводится к образованию карпоспор. И как вы думаете, кто из них вырастает? А вырастает из карпоспоры тетраспорофит. Правда, он тоже диплоидный. И, в отличие от карпоспорофита, он полностью самостоятелен. Своё название эта стадия получила от того, что в тетраспорангиях на концах стебельков у тетраспорофита образуются тетраспоры.

Тетраспоры же так называются потому, что образуются в результате мейоза. Мейоз, если вы помните - это половое деление клетки, когда клетка с двойным набором хромосом делится на четыре клеточки с одиночным набором хромосом. А четыре - это и есть "тетра". Вот почему тетраспоры называются тетраспорами. Ну а уже из гаплоидных тетраспор вырастают гаплоидные женские и мужские гаметофиты, с которых мы начали.

Ко всему этому следует добавить, что гаметофиты и карпоспорофиты могут размножаться вегетативно в течение неограниченного срока. Кроме того, у многих видов багрянок цикл может произвольно удлинняться или укорачиваться в зависимости от условий окружающей среды. Так, карпоспорофит может сразу перейти к мейозу и образовать тетраспоры в обход стадии тетраспорофита. Или тетраспорофит вместо тетраспор может приступить к выращиванию карпоспор, из которых развиваются такие же диплоидные тетраспорафиты.

Вся эта анархия в жизненном цикле очень долго путала учёных, занимающихся изучением этих организмов. Красные водоросли на разных стадиях развития могли десятилетиями обитать в аквариумах, производя себе подобных, и часто описывались как отдельные виды. Таким образом, один и тот же организм попадал в ботаническую номенклатуру под несколькими названиями, и только недавно было обнаружено, что некоторые из таких видов являются различными формами одной и той же багрянки.

Секреты красных водорослей приоткрылись перед нашим взором. И оказалось, что они настолько удивительны, насколько мало кто мог представить. Остаётся только гадать, какие тайны скрывают другие малоизученные формы жизни.

Весна близко!
С уважением, @ivprst