...И вот недавние исследования показали, что в одном гнезде, в целостной муравьиной семье, могут обитать несколько видов муравьев. Вместе работая в одном муравейнике. Не находясь в отношениях рабства или социального паразитизма.
Виды группы F. rufa близки между собой, если пытаться с неизбежными искажениями переводить на «человеческий» язык — это столь же близко, как наш вид, кроманьонцы, — и неандертальцы. Наш близкий вид был, видимо, нами и съеден, а у муравьев большое количество очень близких видов, таких вот муравьиных «неандертальцев», живут друг с другом рядом.
Смешанные семьи у этих видов получаются, как выяснилось, по четырем причинам (А. А. Захаров, Р. А. Захаров, «Феномен смешанных семей у рыжих лесных муравьев», в сб. «Муравьи и защита леса», Нижний Новгород: изд. Нижегородского госуниверситета, 2009, 160–165). Первая — гибридизация (близкие виды многих живых существ могут скрещиваться и давать потомство, более или менее плодовитое). Вторая — прием самок близких видов (обычно при нехватке самок в муравейнике принимают самок своего вида после брачного полета, но если не хватает — могут принять и самку чужого вида). Третья причина — захват чужих куколок во время похода (рабовладение); четвертая — объединение в одном гнезде организованных структур разных видов.
Последний вариант нам сейчас наиболее интересен. Как же это происходит? Оказывается, в лесу муравейники часто разрушаются. То кабаны разроют, то медведи, то дятлы или тетерева разрушат. И вот был муравейник F. sanguinea (вид-рабовладелец) с «рабами» F. fusca. Кроме этих обычных рабов, в этом муравейнике рабами были и F. aquilonia. Затем в 18 м от гнезда появился сильный муравейник F. truncorum — и этот новый вид захватил старый муравейник, истребив F. sanguinea. В результате получилась семья F. truncorum+F. aquilonia, эти два вида жили вместе три года, а потом F. aquilonia ушли из общего гнезда, соорудили поблизости свое, сначала два муравейника были связаны общей дорогой, потом обмены особями прекратились и муравейники стали вполне самостоятельными.
Значит, по крайней мере, иногда, когда имеется смешанный муравейник, — муравьи постепенно разойдутся, создав «чистую» семью одного вида. Это если никто не мешает. Однако выяснилось, что муравьиные враги — те самые кабаны и дятлы — разрушают в год 90% муравейников. То есть в некоторых местах муравейники разрушаются постоянно — и выжившие части семей пытаются организовать новые муравейники. Часто — с другим, хотя и близким, видом.
И потому нередко случается, что в одном муравейнике живут несколько видов муравьев, каждый со своими самками, не мешая друг другу. После разрушения кабанами гнезд F. polyctena и F. aquilonia они мигрировали — и объединились в четыре гнезда, в каждом из которых были оба вида. Вскоре эти колонии, распочковавшись, образовали комплекс в 21 муравейник смешанного двухвидового состава. По типу муравейник был построен характерно для F. polyctena, которых в семьях было численно больше.
В другом случае комплекс гнезд F. polyctena не был поврежден, но рядом кабаны загубили гнезда F. aquilonia и F. lugubris. И муравьи этих видов подселились в муравейники F. polyctena, и те их приняли. Теперь существуют трехвидовые муравейники.
В условиях постоянных нарушений муравьи не успевают разделиться по видам — видимо, это процесс не очень быстрый (и, может быть, не очень для них важный?). Так что в зонах постоянных нарушений длительное время существуют муравейники, с виду совершенно обычные. А живут в них два-три разных вида, у каждого — свои плодущие самки, свои манеры охоты.
Микробиологам удалось подобрать условия для лабораторного выращивания одной из некультивируемых форм бактерий, ТМ7, которые прежде отказывались расти на обычных микробиологических средах. Эти условия подразумевают не только особый состав среды, но и присутствие второй бактериальной формы — актиномицета. ТМ7 является паразитом актиномицета, но действует по-настоящему губительно только при резком недостатке питания. Но зато, будучи непременным компонентом болезнетворной микрофлоры ротовой полости человека, он подавляет иммунный ответ, способствуя тем самым распространению инфекции. Возможно поэтому актиномицет так и не смог избавиться от неприятного попутчика. Изучение биохимических отношений ТМ7, актиномицета и человека имеет множество интересных и важных аспектов: поиск новых препаратов от болезней ротовой полости, выяснение механизмов стрессового ответа и выяснение причины сокращения геномов у паразитических форм.
Микробный мир существует параллельно с нами, но в другом масштабном измерении. Поэтому понять его можно только с помощью специальных усилий. Луи Пастер изобрел первые методы культивации бактерий и тем самым положил начало микробиологии. Но большая часть бактерий не растет в лаборатории, это своего рода «тёмная материя» микромира. Кое-что о ней стали узнавать в конце XX века, когда начали активно применяться методы метагеномики, позволившие прочитать кусочки ДНК организмов из этой тёмной материи. По приблизительным оценкам, доля некультивируемых видов составляет от 80 до 99% в разных экосистемах (о некультивируемых формах в микрофлоре кишечника человека см.: Кишечная микрофлора превращает человека в «сверхорганизм», «Элементы», 09.06.2006).
Почему микроорганизмы отказываются расти на искусственных средах? Ведь микробиологи предлагают этим капризным существам широчайший ассортимент условий и сред! В журнале PNAS опубликована работа, в которой предлагается разгадка привередливости одного из таких упрямцев.
По-видимому, некоторые бактерии могут специально убивать сородичей, чтобы поживиться их генами. Это явление, получившее название фратрицида (братоубийства), обнаружено у бактерий Streptococcus pneumoniae.
В 2010 году FDA официально признало вред бисфенола А для здоровья человека. Отдельно отмечено присутствие Бисфенола А во всех композитных стоматологических пломбировочных материалах, который под воздействием слюны особенно быстро попадает в кровоток человека. Губительны даже следовые количества. В частности, бисфенол-А из-за структурной схожести с женским половым гормоном эстрогеном оказывает негативное влияние на мозг и репродуктивную систему, а также служит причиной ряда онкологических заболеваний (причем, как у женщин, так и у мужчин) — в частности, рака простаты, яичек, молочных желез, а также аутизма, деформации ДНК в сперматозоидах, угнетения репродуктивной функции и эндокринной системы, задержки развития мозга, развития сахарного диабета, ожирения и сердечно-сосудистых заболеваний[11],[12]. Он опасен тем, что при нагреве или при длительном хранении пищевых продуктов в посуде, бисфенол А переходит из пластика в пищу. Он опасен даже в очень малых количествах.
17 октября 2008 года Канада была первой страной, запретившей бутылочки для кормления детей, в пластике которых содержится бисфенол А. Несколько штатов США: Коннектикут, Массачусетс, Вашингтон, Нью-Иорк, Орегон запретили использование Бисфенола А. Аналогичный закон находится на рассмотрении в Конгрессе США. Страны ЕС на сегодняшний день также разрабатывают закон о запрете Бисфенола А.
Однако сегодня в 95 % детских рожков в состав пластмассы до сих пор входит бисфенол А.
В сентябре 2010 Канада официально внесла Бисфенол А в список опасных химических веществ.[13]
30 сентября 2010 EFSA (European Food Safety Authority) повторно признала, что использование Бисфенола А для покрытия емкостей, контактирующих с напитками и продуктами питания безопасно для здоровья человека.[14]
13 ноября 2010 года ВОЗ признала бисфенол А безопасным.[15]
26 ноября 2010 года Еврокомиссия запретила кормить младенцев из бутылочек с бисфенолом А.[16]
— А по поводу светящихся червей есть предположения, зачем им это нужно?
И.Я. В том числе и на этом конгрессе я спрашивал у биологов, но никто не смог мне этого сказать, даже специалисты.
— При том, что светящихся червей известно довольно много?
М.Д. В наших лесах их два вида. Второй — из рода Henlea, про них мы еще не знаем, как они светятся.
— Так есть еще и второй?!
В.П. Действительно, в тех же образцах почвы, которые мы в 89–90 годах собирали на биостанции, обнаружился и другой вид энхитреид (семейство малощетинковых червей, к которому принадлежат фридериции. — Примеч. ред.). Мы этого никак не ожидали, найти один-то светящийся вид было удачей, о двух даже мысли не было. Выбирали червей в темноте, промывали, рассматривали их внутренние органы под микроскопом, считали щетинки. Все сильно варьировало, но мы это списывали на наличие несветящихся червей, которые неизбежно попадаются в пробах. Мелких светящихся червей считали молодыми, тех, что покрупнее и потолще, — взрослыми. Чтобы все рассортировать, мы начали проверять червей в биолюминометре, помещая их по одному в кювету с водой, а потом смотрели под микроскопом. Но все еще больше запуталось. Наконец мы заметили, что после крупных червей светится сама вода в кювете, то есть что-то светящееся выделяется из них во внешнюю среду. А вот после тонких мелких светящихся червей вода не светится. В итоге у нас получились три группы: сорные несветящиеся, мелкие тонкие светящиеся и более крупные толстенькие светящиеся черви, которые вдобавок еще и выделяют светящуюся слизь. И по количеству щетинок, и по виду внутренних органов светящиеся черви оказались разными. Два вида! Это было потрясающе.
Н.Р. Позже мы сделали первые снимки. Валентин придумал оригинальный способ — червя просто прижимали пальцем через целлофан к фотопленке в темноте на определенное время, потом проявляли. На снимках тоже отчетливо было видно: тонкие черви, получившие позже имя Fridericia heliota, имели светящиеся точки на теле, а толстые, отнесенные нами к роду Henlea, выпускали светящееся облако слизи.
— У Henlea тоже люциферин-люциферазная система?
Н.Р. Да, но биолюминесцентные системы у них разные. Кроме люциферина, люциферазы и кислорода для биолюминесценции Henlea нужен кальций (в случае Fridericia heliota — АТФ и магний). Точный вид светящейся хенлеи еще не установлен. Есть три вида этого рода, наиболее близких к нашей по описанию, но ни с одним нет полного совпадения. Биолюминесценция не отмечена ни у одного из них, ведь «нормальные» ученые делали их описание при свете дня.
«Чемпионом» же в терморегуляции среди рыб является полосатый тунец, способный поддерживать температуру тела в 27-28 градусов Цельсия на глубине в 1 километр, где температура воды лишь 5 градусов по Цельсию. Однако тунцы поддерживают высокую температуру главным образом в поперечнополосатой мышечной ткани, в то время как внутренние их органы довольно быстро остывают и замедляют работу. В отличие от них опахи поддерживают хоть и не столь высокую температуру, но равномерно во всем организме.
Разница с температурой окружающей воды может составлять до 14 °C, тогда как сердце и жабры остаются холодными
обладает многими важными признаками эукариот, включая актиновый цитоскелет и способность к фагоцитозу.
Среди «эукариотических» генов локиархей наибольший интерес представляют гены, связанные с подвижностью клетки и ее мембраны, с возможностью формирования разнообразных мембранных структур и активного захвата объектов из внешней среды (см. фагоцитоз). Ключевую роль в выполнении этих функций у эукариот играет белок актин — важнейший компонент цитоскелета. В геноме Lokiarchaeum имеется целых пять генов, кодирующих белки, похожие на эукариотические актины и актиноподобные белки (ARPs, actin-related proteins). Эти белки локиархей («локиактины») намного ближе к актинам эукариот, чем открытые ранее у других архей гомологи актина — так называемые кренактины. Эволюционные деревья показывают, что общий предок эукариот уже имел более одного актинового гена, то есть начало диверсификации актинов предшествовало появлению эукариот. Кроме того, у локиархей есть белки, похожие на известные эукариотические регуляторы формирования актиновых нитей. Таких белков нет у других прокариот. По мнению авторов, эти факты показывают, что у локиархей с большой вероятностью имеется актиновый цитоскелет.
У локиархей также обнаружено большое разнообразие особых регуляторных белков (малых ГТФаз из надсемейства Ras, см. Ras superfamily), играющих у эукариот важную роль в регуляции работы актинового цитоскелета в ходе таких процессов, как фагоцитоз и везикулярный транспорт. У некоторых других прокариот тоже найдены похожие белки, но в несопоставимо меньшем количестве.