Когда речь заходит о «травоядных существах», мы обычно думаем об оленях, морских свинках или на худой конец о кузнечиках, но уж точно не о водорослях. Однако в удивительном мире морского планктона действующие на суше правила выворачиваются наизнанку: там одни микроводоросли вторгаются в клетки других, чтобы поглотить их изнутри.
Вообразите крошечное существо, которое вторгается в чужой организм, чтобы пожрать его изнутри, поглотить генетический материал и оставить после себя лишь пустую оболочку. Звучит жутко, но именно это происходит с крошечной водорослью Scrippsiella acuminata, когда она становится жертвой паразита Amoebophyra.
Что самое удивительное, и хозяин, и его паразит относятся к динофлагеллятам, которых еще называют «динофитовыми водорослями». Формально они не относятся к растениям, однако многие представители этого типа — фотосинтезирующие организмы, по образу жизни неотличимые, скажем, от ряски.
Международная группа исследователей под руководством Йохана Децеля (Johan Deccele) и Лоры Гийоу (Laure Guillou) подробно изучила процесс взаимодействия паразита и его хозяина. Правда оказалась ужасающей: даже после того, как Amoebophyra вторгается в клетку хозяина и начинает поглощать его питательный генетический материал, тот продолжает спокойно фотосинтезировать, не замечая собственной смерти.
Используя трехмерную электронную микроскопию и транскриптомику, ученые смогли отследить процесс поглощения хозяина паразитом шаг за шагом, с наноразмерным разрешением. Оказалось, Amoebophyra до последнего момента не трогает митохондрии и пластиды, так что даже когда вся ДНК Scrippsiella acuminata становится пищей для прожорливого паразита, клетка хозяина продолжает обеспечивать его энергией.
Лишь после того, как размножившиеся клетки Amoebophyra прорывают клеточную оболочку и выходят наружу, отправляясь на поиски следующей жертвы, поглощенная водоросль окончательно умирает: к счастью, «водорослей-зомби» в океане не плавает.
Новое исследование не только проливает свет на природу взаимодействия крошечного паразита с его не менее крошечным хозяином, но и может существенно расширить наши знания об особенностях функционирования планктонных экосистем — важнейшей фотосинтезирующей системы на нашей планете, «легких» Земли, обеспечивающих круговорот углерода в океане.
Исследование опубликовано в журнале ISME.