Конкурс «Био/Мол/Текст»-2026/2027

Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «Био/Мол/Текст»-2026/2027.

Генеральный партнер конкурса — международная инновационная биотехнологическая компания BIOCAD.

---

«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

Одноклеточные охотники освоили самые разнообразные стратегии: от активного преследования добычи до ожидания в засаде. Одни клетки рыщут в поисках вкусного, используя всевозможные виды псевдоподий (выросты для движения или захвата пищи), другие загоняют добычу с помощью ресничек прямо себе в клеточный рот (цитостом) или обстреливают жертву из секреторных органелл — экструсом. У динофлагеллят Nematodinium баллистика достигла запредельного уровня — запускает одновременно от 11 до 15 гарпунных снарядов из устройства, собранного в розетку и похожего по форме на пулемет Гатлинга. А динофлагелляты рода Polykrikos могут загарпунить жертву и подтянуть ее к себе с помощью длинной нити, словно рыбак рыбу [1].

Орудия пассивной охоты одноклеточных также весьма разнообразны. Ловушки сосущих инфузорий, которые ведут прикрепленный образ жизни, чем-то схожи с таковыми у плотоядных росянок: это липкие тонкие щупальца с булавовидным утолщением на конце. Случайно задев щупальце, жертва прилипает к нему, а ее содержимое перекачивается с помощью этого же щупальца в инфузорию, как сок через трубочку. Всевозможные солнечники выращивают густой венец из псевдоподий, в который также попадают микроскопические организмы. Но среди всех имеющихся вариантов ловчих сетей самой интересной можно назвать сеть акантарий.

Акантарии — это представители морского планктона. Относятся они к типу Retaria, который объединяет фораминифер и радиолярий [2]. На основе недавних молекулярно-филогенетических исследований радиолярии можно разделить на две основные субклады: одна состоит из отрядов Acantharia (это наши героини), Spumellaria и Taxopodida, а другая включает Nassellaria и Collodaria [3].

Retaria в первую очередь знамениты тем, что строят скелет (лишь редкие виды обходятся без него). Скелет для одноклеточных — вполне обычное дело, например, раковинные амебы (корненожки) или инфузории-тинтинниды (рис. 1) в этом вполне преуспели.

Однако обычным явлением среди одноклеточной братии является именно наружный скелет, а Retaria знамениты тем, что строят внутренний. У фораминифер это раковинка, пронизанная многочисленными дырочками, словно дуршлаг (потому их устаревшее название «дырочники», рис. 2).

У радиолярий скелет иной. Он обычно представлен замысловатыми ажурными постройками с лучевыми отростками. Скелет акантарий не такой вычурный, как у других радиолярий, и различается составом: он построен не из диоксида кремния, а из целестина (сернокислого стронция). Целестин довольно быстро растворяется в морской воде, потому акантарии практически не оставили следов в палеонтологической летописи, в отличие от других Retaria.

Все Retaria являются красивейшими одноклеточными охотниками. Зависая в толще воды, эти прекрасные монстры раскидывают густые сети, которые в некоторых случаях во много раз могут превосходить размер клетки. Такую сеть по функциям соблазнительно сравнить с ловчей сетью паука, однако есть одно важнейшее отличие. Паучья сеть состоит из липких нитей, а тут сеть живая, ведь это часть клетки, которая построена из тончайших выростов цитоплазмы — псевдоподий, в некоторых случаях соединяющихся (анастомозирующих) между собой (рис. 3).

У акантарий рода Acanthometra, представленных в видеоролике, скелет достаточно простой и напоминает воткнутые в шерстяной клубок спицы. Иглы радиально расходятся из геометрического центра клетки, а их взаимное расположение строго упорядочено. Наружные части игл заключены в «рукава» из волокнистой центральной капсулы и служат каркасом для закрепления ловчей сети. Такой каркас, на который цепляется ловчая сеть из псевдоподий, — полезное приспособление, которое помогает ловушке держать форму. Но это еще не все: сеть может натягиваться на иглы скелета, увеличивая свой диаметр. Или наоборот — провисать и уменьшаться в размерах. Эти фокусы осуществляются с помощью миофрисков — сократимых мышечных волоконец (мионем). Миофриски соединяют апикальную часть скелетных игл акантарии с эктоплазматическим кортексом ее сети. Сокращая мионемы, клетка растягивает ловчий «парашют», а расслабляя, заставляет сеть провиснуть. Сокращение миофрисков АТФ-независимое и запускается изменением концентрации Са²⁺.

Для чего нужно такое приспособление? Полагают, что за счет этих нехитрых махинаций клетка может регулировать свою плавучесть и уходить глубже в случае опасности (стропы ослаблены — парусность понижается). Верно ли это предположение или нет, пока точно не подтверждено, но на видеозаписи видно, как мионемы реагируют на движение и прикосновение, — они расслабляются. Из-за этого сеть со стороны механического воздействия сжимается и уменьшается в размерах.

Мало того: ловчая сеть акантарии — не просто живая часть клетки. Псевдоподии, из которых она состоит, — это некое подобие лабиринта ходов, внутри которых проложены «рельсы» из микротрубочек (элементов цитоскелета клетки эукариот). По микротрубочкам с помощью транспортных белков (возможно динеин-подобных) происходит активное перемещение грузов: пузырьков-везикул с пищеварительными ферментами или частичками пищи.

В природе акантария зависает в толще морской воды, растянув свою живую сеть на иглах скелета. Мельчайшие одноклеточные организмы, проплывая мимо тихого монстра, попадают в эти сети. На видео можно рассмотреть нечто округлое, прилипшее к акантарии: очевидно, совсем недавно оно было каким-то существом. Переваривание начинается уже прямо здесь, во внешнем контуре клетки. В ускоренном режиме на видео заметно активное движение, которое происходит внутри лабиринта ходов по микротрубочкам. Хищница деловито разбирает жертву на запчасти и благодаря налаженной транспортной системе шустро перетаскивает добытое во внутреннюю цитоплазму, где пищеварение завершится.

Литература

1. Gregory S. Gavelis, Kevin C. Wakeman, Urban Tillmann, Christina Ripken, Satoshi Mitarai, et. al.. (2017). Microbial arms race: Ballistic “nematocysts” in dinoflagellates represent a new extreme in organelle complexity. Sci. Adv.. 3;
2. Roberto Sierra, Mikhail V. Matz, Galina Aglyamova, Loïc Pillet, Johan Decelle, et. al.. (2013). Deep relationships of Rhizaria revealed by phylogenomics: A farewell to Haeckel’s Radiolaria. Molecular Phylogenetics and Evolution. 67, 53-59;
3. Yoshiyuki Ishitani, Sohta A. Ishikawa, Yuji Inagaki, Masashi Tsuchiya, Kozo Takahashi, Kiyotaka Takishita. (2011). Multigene phylogenetic analyses including diverse radiolarian species support the “Retaria” hypothesis — The sister relationship of Radiolaria and Foraminifera. Marine Micropaleontology. 81, 32-42;
4. Чернышев А. В., Мухина Т. И. Радиолярии и феодарии: морфология и разнообазие. Учебно-методическое пособие по проведению практических занятий по зоологии беспозвоночных и сравнительной анатомии. Владивосток, 2019..