Вопрос, насколько малы могут быть живые организмы, был задан в комментариях, и это такого рода вопрос, что можно сразу переходить к делу, – не тратя времени на теоретизирование. Ведь нет никаких оснований полагать, что рекорды по миниатюризации не поставлены ныне живущими на планете существами. Или что ещё меньшие твари могут обитать в иных – неземных условиях.
Следовательно, почему «не могут». Потому что – молекула. В основе конструкции жизни, даже самой гипотетической, должен лежать носитель наследственной информации. И это не может быть конструкция из элементарных частиц. Из-за особенностей ядерного взаимодействия, – возрастания (а не убывания) силы притяжения с квадратом радиуса, а затем резкого его прекращения, – атомные ядра имеют ограниченный размер и сложность. Прочие же частицы, кроме нуклонов, вообще не склонны к объединению. Нужной сложностью для выполнения функций «носителя» обладает только конструкция из атомов – молекула. Меньше молекулы в этой роли нельзя что-либо вообразить.
Что же касается молекул, то диаметр ДНК 2 нанометра (а в метре миллиард нанометров) при толщине звена 0.3 нм. И колдовать над формулировками тут бессмысленно. Некая «альтернативная» автокаталитическая макромолекула в любом случае не будет ни проще, ни меньше ДНК… Длина же ДНК живого организма и в теории, и на практике начинается от 200 нм. Реально же в клетке сложных организмов суммарная длина молекул ДНК достигает двух метров. Естественно, длинные макромолекулы для компактности свёртываются в бухты.
Тем не менее, можно понять что минимальный размер организма ограничен необходимостью размещать внутри него ДНК. Не считая за «жизнь» вирусы, капсиды которых могут иметь размеры 20-30 нм (кроме одной смотанной молекулы ДНК в них ничего нет), можно утверждать что «дно», или технический предел миниатюрности, для архей и бактерий находится на уровне 200-230 нм. Как следствие, обнаружение имевших меньший размер нанобактерий и вызвало сенсацию, – позже благополучно сдувшуюся. С другой стороны, надо отметить, что предел этот достигнут. Какой из организмов является наименьшим, вопрос дискуссионный. Но среди свободноживущих мельче всего, видимо, нанорахея Nanoarchaeum equitans (200 нм).
Клетки сложного устройства по понятным причинам крупнее. Так что, едва ли эукариоты могут быть меньше одноклеточной водоросли прасифоры – 800 нм.
Но это всё, конечно, не слишком неинтересно.
...Многоклеточные же животные, как легко понять, состоят из множества клеток, каждая из которых не может быть меньше 800 нм (0.8 мкм), на практике же наверняка больше. Как следствие, самое маленькое многоклеточное животное имеет размер 8000 нм, – и это паразитическое стрекающее Myxobolus shekel. В весовой категории до 100 мкм (100 000 нм) уже начинается давка за пальму первенства. Тут и черви разных сортов, и членистоногие – клещи и ракообразные. Большей частью это паразиты. Самым же мелкими многоклеточными свободноживущими животными, видимо, являются коловратки, длиной всего 40 микрон.
В диапазоне от 100 до 500 микрон (0.5 мм) многоклеточных карликов становится так много, что перечислять их бессмысленно, – тут уже встречаются жуки, пауки и улитки, последние даже с раковиной. Так что, размер 0.1 миллиметра можно считать практическим минимумом для многоклеточного животного, – дальнейшая миниатюризация затруднительна, ввиду ограничений на размеры клеток, – не самых простых и миниатюрных уже просто потому, что эти клетки образуют разные ткани (а ткани, в свою очередь, органы), значит, клетка должна иметь специализацию и достаточно сложное устройство, чтобы некие функции выполнять… К слову, коловратки «пробивают дно» за счёт сцинтиального строения. Клетки этих животных не разделены мембранами. Фактически, каждый орган – одна большая клетка с множеством ядер… Но хотя бы ядра-то должны помещаться.
Любопытно в данной связи, что 0.1-0.5 миллиметра (100-500 мкм, или больше 100 000 нм) это и характерный размер хищных одноклеточных животных, таких как широко известные инфузории и амёбы. Таким образом, в данной весовой категории одноклеточные и многоклеточные бьются почти на равных, – хотя, одноклеточных больше… То есть, при таких размерах преимущества даруемые сложностью строения становятся спорными.
Почему? Ну… Возможности даже коловратки со всяческими органами, – в том числе движения, сенсорными и даже нервной системой, – заведомо выше, чем у амёбы. У которой только органоиды и всё взаимодействие с окружением построено на химии, последняя же на процессах диффузии реагентов в цитоплазме. Но одноклеточные быстрее восполняют потери, – они просто делятся. Многоклеточным же нужно расти, – все возможности раскрываются только после множества циклов деления одной клетки.
Потери же при минимальных размерах огромны. Любой кто слопает инфузорию, также обойдётся и с коловраткой, и с нематодой, и с моллюском, и с членистоногим аналогичного размера. Когда счёт идёт на микрометры, о естественном вооружении и броне говорить не приходятся. Они не вписываются в габарит. Как не получится и с бегством. Любая среда – даже газообразная – для существа столь малого создаёт слишком большое сопротивление.
Таким образом, «дно» для многоклеточного животного, где-то на уровне 0.5 миллиметра. Тут его превосходство над одноклеточными становится подавляющим. Одноклеточные большего размера, – и до 10 сантиметров, – встречаются, но уже составляют меньшинство.
Далее, продолжает работать тот же принцип. Чем сложнее и совершеннее животное, тем выше планка минимального размера, начиная с которого потенциал может быть раскрыт, и сложность не просто для красоты, а даёт преимущество. Так в случае позвоночных это, всё-таки, сантиметры. Крошечные, размером всего 7-8 миллиметров во взрослом состоянии рыбы и амфибии существуют, но они редки, так как членистоногим (эти чего-то стоят уже от 0.5 миллиметра) проигрывают.
Что же касается приматов, – о них комментатор спрашивал специально, – то меньше всего мышиный лемур с Мадагаскара (9 сантиметров при весе 30 граммов). Но это полуобезьяна. Среди же обезьян – карликовая игрунка (12 см, 120 г). И всё это, как нетрудно заметить, не слишком удачные проекты матери природы. Игрунки – не те дикие обезьяны, которых «много-много» в Бразилии. При таких размерах приматы ещё не показывают значимых преимуществ сравнительно с грызунами. Грызуны же дешевле и проще в производстве, – плодятся крупными сериями.
Чтобы стать лучше белки, – хотя бы в смысле просто «быстрее», – обезьяна должна быть минимум с кошку. Только тогда она с сохранением способности двигаться по ветвям (грызуны уже встретят затруднения, связанные с развитием нервной системы) окажется менее уязвимой.
