Бактерии из недавно выделенного рода Cyanoraptor вторгаются в биопленки цианобактерий и сеят в них хаос, пожирая местных жителей.
Биопленки - как предполагается, первая форма экосистемы. А первые автотрофные бактерии, которым действителньо выгодно жить в биопленках, т.е. скоплениях клеток в виде корки, - цианобактерии (Cyanobacteria), или, как их по-устаревшему называют, сине-зеленые водоросли, хотя они обычно только зеленые.
Ныне цианобактерии - единственная группа, освоившая кислородный фотосинтез, и в принципе самая продвинутая группа среди всех бактерий. Они заселили буквально все уголки земного шара, включая тела других организмов не только в виде симбионтов (мутуалистов/комменсалов/паразитов), но и в виде фотосинтезирующих органелл, которые позволили эукариотным фотосинтетикам (главным образом - высшим растениям) стать основой многих экосистем. Из-за цианобактерий произошла и так называемая кислородная катастрофа, при которой отмечался бурный рост количества кислорода в атмосфере планеты из-за деятельности цианобактерий.
Хоть и появились другие, более примечательные фотосинтетики (эукариоты, в которых, между прочим, всю работу делают превращенные в органеллы цианобактерии), эти микроорганизмы все еще играют большую роль в биосфере. Они все еще выбрасывают примерно половину кислорода, и они, как никто другой, способны к фиксации азота, то есть его превращению из газа N₂ в другие азотосодержащие соединения, например NH₃. Также они улавливают воздушную пыль, тормозят эрозию почв, повышают уровень питательных веществ в этих почвах, чем и пользуются растения, делая это в биопленках.
Цианобактерии даже демонстрируют зачатки многоклеточности - их клетки в одной и той же колонии бывают подразделены: обычные клетки - обычные, гетероцисты фиксируют азот, акинеты переживают тяжелые условия и спасают колонию в случае гибели других клеток.
Но вернемся к цианораптору. Его полное имя - Cyanoraptor togatus, пока что это единственный вид рода. "Cyanoraptor" создано из слов "κυανός", что значит "зеленый" и имеет непосредственное отношение к цианобактериям, и "Raptor" - "хищник". То есть буквально зеленый хищник, хотя это и не очень отчетливо говорит о нем. А его видовой эпитет, "togatus", дан ему по признаку наличия "тоги" из особого отделения цитоплазмы, которое его окружает.
Как вообще выявили присутствие цианорапторов? Все началось с того, что Бетани Рейкс, доктор философии и выпускница Университета штата Аризона, заметила, как на увлажненной цианобактериальной пленке появляются круги неясного происхождения. Впоследствии оказалось, что это последствия поражения пленки доселе неизвестным врагом цианобактерий.
Как говорит сама Рейкс, ей пришлось побывать в некольких местах пустынь Сонора и Чиуауа, чтобы понаблюдать за кругами, так как первое обнаружение было Каса-Гранде.
Затем образцы были перенесены в лабораторию, где цианорапторы получили свое название и были успешно культивированы в контролируемых условиях.
Ученые сделали ряд микроскопических наблюдений за этими существами. Выяснилось, что это - редкий пример хищной (или паразитической?) бактерии. Почуяв цианобактерию, цианораптор атакует, прикрепляясь к ней. Между ними образуется "шлюз" - особая стыковочная структура, которая нужна для перетекания цитоплазмы. Затем из специального внешнего отделения клетки цианораптора, которое ограничено мембранами (что необычно для бактерий), выделяются белки, уничтожающие барьер между хищником и жертвой. Цианораптор перетекает внутрь.
Далее начинается совсем странный этап - цианораптор начинает питаться за счет цианобактерии и приобретает длинную колбасовидную форму. Затем колбаса делится сразу на множество клеток, в итоге высвобождающихся во внешнюю среду.
Ценные свойства цианобактериальных биопленок, зараженных цианораптором, теряются. Разрушаясь, пленка быстро теряет способность к выработке кислорода, фиксации азота и другим функциям, которые крайне важны для всех тех, кто на этом наживается, а это прямо или косвенно большая часть всего живого.
Статья в Nature communications (доступ открытый)
#биология #наука #новости #природанашейпланеты #бактерия #хищники