Юлия Касаткина - Я познаю мир. Ботаника

Одноклеточные диатомеи отличаются от других простейших отсутствием жгутиков и ресничек и уникальными по красоте и изяществу кремниевыми панцирями. Вещество, из которого состоит панцирь диатомей, по составу похоже на полудрагоценный камень опал. Тонкий рисунок панцирей традиционно используется для проверки качества оптических приборов и также позволяет определить видовую принадлежность диатомей, так как у каждого вида рисунок свой, особый.

«Опаловый» панцирь состоит их двух половинок, надевающихся друг на друга, как крышка на коробку. При делении диатомеи обе половинки панциря отодвигаются друг от друга, так что каждая их двух образовавшихся клеток наследует половину панциря. При этом одной дочерней клетке достается донце, а другой крышка. Каждая клетка достраивает недостающую половину, причем у обеих дочерних клеток она будет меньшей: диатомеи всегда достраивают только донце, а крышечка передается по наследству.

Строение панциря диатомеи. Панцирь диатомей состоит из двух половинок: большей – «крышечки» (1) и меньшей – «коробочки» (2). Через щель между створками панциря (3) выделяется вещество, с помощью которого диатомея может медленно передвигаться по дну водоема –

Представьте себе ряд последовательных делений клетки диатомеи – получится, что. часть дочерних клеток всегда будут равны материнской, а другие будут уменьшаться в размерах с каждым новым делением. В результате деления пополам часть клеток неизбежно мельчает и, по идее, должна быстро уменьшиться до невидимого состояния. Но этого не происходит, потому что помимо вегетативного размножения делением пополам у диатомей существует еще половое размножение, в процессе которого размеры измельчавших диатомей восстанавливаются до нормальных.

После гибели клеток панцири диатомей оседают на дне морей и озер, и постепенно в течение миллионов лет накапливаются в виде мелкозернистого рыхлого порошка – диатомита. Такой «диатомовый ил» содержит очень много (до 90%) кремния. После очистки этот «ил» можно использовать как превосходный фильтрующий материал (для отбеливания сахара или осветления пива), как наполнитель при изготовлении красок или бумаги и как изоляционный строительный материал, который благодаря своей пористости сглаживает резкие перепады температуры. Диатомит используется также как материал для тонкой полировки. Подсчитано, что в 1 см 3диатомового ила содержится около 4,6 млн. панцирей диатомей. В нефтяном бассейне Санта–Мария (Калифорния) подземные отложения диатомового ила достигают мощности 900 м. Ученые определили возраст этих отложений и рассчитали, что наиболее мощные отложения остатков диатомей образовались около 100 млн. лет назад в меловом периоде.

Несмотря на отсутствие жгутиков и ресничек, многие виды диатомей подвижны. Через шов между створками панциря простейшие выделяют вещество, которое набухает в воде, образуя скрученные нити, способные растягиваться и сжиматься, как резинка. Нити прилипают к любой поверхности и затем сокращаются, подтягивая диатомею вперед. Таким образом простейшее, хотя и очень медленно, перемещается, оставляя за собой след выделяемого вещества, напоминая этим улитку, которая ползет, оставляя за собой слизь.

Диатомеи содержат хлорофилл и, следовательно, способны сами получать органические вещества, но если окружающая среда богата готовыми органическими соединениями, они легко переходят на животный тип питания. Как и другие способные к фотосинтезу простейшие, диатомеи лучше всего растут и размножаются, если их подкармливать животной пищей.

На нашей планете было время, когда ни животных, ни растений еще не существовало в природе. Первобытные моря и океаны населяли бактерии и одноклеточные ядерные организмы, похожие на современных простейших. Некоторые из них чем–то больше напоминали растения, другие – животных, третьи – грибы. Были среди них и такие клетки, которые «пробовали» объединяться в колонии, чем–то напоминающие колонии современного вольвокса. Это было время великих экспериментов природы: первые ядерные организмы испытывали разные способы питания, колониальные простейшие делали первые шаги к «изобретению» многоклеточности, впереди было возникновение сложно устроенных многоклеточных растений, животных и грибов.

Первые ядерные организмы, появившиеся на планете, дали начало трем царствам живых организмов: растениям, животным и грибам. Мы не знаем, как выглядели эти далекие общие предки, но можем представить, какими они могли быть, глядя на современных простейших. Почему именно на простейших? Да потому, что только среди них мы находим организмы, сочетающие в себе признаки и растений, и животных, и грибов.

О том, что какие–то древние организмы, похожие на простейших, могли быть предками растений, грибов и животных, говорит уже одно разнообразие их способов питания. Динофлагелляты фотосинтезируют, как растения, и заглатывают твердые органические частицы, как настоящие животные. Эвглены, диатомеи и хламидомонады при случае легко переключаются от фотосинтеза к поглощению пищи путем всасывания, характерному для грибов. При этом простые органические вещества всасываются клеткой прямо через мембрану. Даже «животноподобные» инфузории могут использовать «грибной» всасывающий тип питания.

Это примитивное простейшее совмещает признаки жгутиконосцев и амёб

Согласитесь, что такое разнообразие способов питания делает простейших довольно универсальными организмами. По сравнению с ними растения, грибы и животные – узкие специалисты, идущие каждый по своему пути. В мире живой природы универсальность какой–либо группы организмов обычно свидетельствует о ее древности и о том, что она является предковой по отношению к более специализированным группам. Природа сначала «пробует» различные варианты, а потом отбирает из них самые подходящие.

Растения, грибы и животные отказались от универсальности своих предков и развили каждый свои способности, достигнув в них совершенства. Но приобрести, не потеряв, невозможно... Растения монополизировали процесс фотосинтеза, но при этом потеряли подвижность. Животные сохранили подвижность, но, потеряв способность создавать органические вещества для собственного питания, попали в полную зависимость от растений. Грибы отказались и от фотосинтеза, и от подвижности, зато «научились» питаться веществами, которые не по зубам ни одному животному. Помимо всеядности грибы приобрели способность вырабатывать такие химические соединения (антибиотики и некоторые витамины), производство которых не смогли освоить животные и растения.