Необычные создания - бактерии гиганты
Среди жителей микромира, видимого только в микроскоп, есть определенная иерархия. Самые маленькие вирусы, они настолько крошечные, что невидны через объектив обычного светового микроскопа. Зато бактерии и одноклеточные эукариоты являются самыми частыми объектами наблюдений, но даже у них есть явное различие в размерах. Так среднестатистическая клетка бактерии достигает во взрослом состоянии 0,5-10 мкм, в то время как одноклеточные эукариоты достигают 10-100 мкм. В обоих случаях это одна единственная клетка, но различия в размере на порядок.
Объясняется это достаточно просто. Бактериальная клетка примитивнее эукариотической и питается в основном пассивной диффузией веществ через клеточную стенку и мембрану. А внутри клетки отсутствуют такие организованные сети для распределения ресурсов и материалов, как у прокариот. При увеличении размера поверхность, через которую поступают питательные вещества, растет значительно меньше (пропорционально квадрату радиуса), чем объем клетки (пропорционально кубу радиуса), который собственно надо кормить. У эукариот есть активные механизмы захвата еды - эндоцитоз, который повышает эффективность «кормления» в разы и внутренняя транспортная система, которая позволяет активно перемещать необходимые вещества в нужные места, таким образом у эукариот появляется возможность прокормить более крупную клетку.
Но среди бактерий есть и свои гиганты. На сегодняшний день самой крупной является Тиомаргарита (Thiomargarita namibiensis) или намибийская серная жемчужина, ее размер достигает 0,75 мм, т.е. ее можно увидеть невооруженным взглядом (на фото слева от дрозофилы). Вы только вдумайтесь, эту бактерии можно увидеть даже без лупы!!!! Открыта она была в 1997г и получила свое второе «бытовое» название за характерный окрас, который ей придают мелкие вакуоли с серой (побочный продукт ее метаболизма). Клетки бактерий собираются в цепочки, что усиливает их сходство с жемчужинами. Эта бактерия имеет важную экологическую роль, обитая на морском дне, она деактивирует токсичные сульфиды, очищая воду.
После ее открытия основы биологии пошатнулись, ведь согласно теоретическим оценкам бактерия не может достигать таких внушительных размеров. Разгадка оказалась достаточно проста и ученым не пришлось пересматривать теорию. Тиомаргарита использует в метаболизме нитраты, концентрация которых в окружающей среде не постоянна, поэтому на голодные времена она запасает их в огромное вакуоли внутри себя, именно за счет нее бактерия способна достигать огромных размеров. Т.е. если убрать эту вакуоль клетка бактерии окажется стандартных размеров даже в богатой питательными веществами придонной экосистеме, где нет никаких проблем с пропитанием. Благодаря вакуоли все основное содержимое клетки как бы «размазано» вдоль клеточной мембраны и имеет прямой доступ к прибывающим соединениям. Именно так необычная бактерия может достигать таких выдающихся размеров.