Союз двух миров
Два царства живой природы - мир растений и мир животных отличаются друг от друга очень многим. Одно из отличий - хлорофилл, особое зеленое вещество. Почти все растения имеют его, животные нет. С помощью хлорофилла растения питаются блеском солнца и воздухом: поглощая энергию солнечных лучей, превращают углекислый газ и воду в крахмал и сахар. Животные едят уже готовые, синтезированные растениями органические продукты.
Истина эта теперь твердо установлена наукой. Но было время, когда ученые в ней сомневались.
В середине прошлого века крупный зоолог Теодор Зибольд в первом томе основанного им научного журнала обратил внимание ученого мира на одно странное обстоятельство. В теле пресноводной гидры, некоторых червей и инфузорий он обнаружил… хлорофилл. Позднее нашли и других животных - носителей хлорофилла (губки, гидроидные полипы, медузы, кораллы, коловратки, моллюски). Они, как показали опыты, месяцами могли обходиться без пищи, а некоторые и вовсе, по-видимому, ничего не ели. Питались, очевидно, как растения, светом и воздухом!
Это обещало интереснейшие открытия. И они действительно были сделаны, но совсем не в том плане, как предполагал Зибольд.
Оказалось, что "животный хлорофилл" создан тоже растениями. Микроскопические водоросли, покинув родную стихию, переселились под кожу ко многим более или менее полупрозрачным морским и пресноводным существам. Здесь продолжали свою созидательную деятельность, питая и себя и гостеприимных хозяев созданными с помощью хлорофилла органическими веществами.
Эту форму межвидовой взаимопомощи ученые назвали эндосимбиозом.
Немецкий биолог Брандт в 1881 году предложил именовать зеленых симбиотических водорослей зоохлореллами, а желто-бурых - зооксантеллами. Зеленые водоросли "дружат", как правило, с пресноводными животными, а желто-бурые - с морскими.
Позднее выяснилось, что зоохлореллы и зооксантеллы - сборные понятия: к ним принадлежат многие виды водорослей.
Под названием зоохлорелл чаще всего были описаны различные представители рода хлорелла. Род этот в последние годы прославится успешными полетами в космос, и ему предсказывается большое будущее в столовых межзвездных кораблей.
Симбиоз с животными доказывает во всяком случае, что водоросли-космонавты отличаются исключительной приспособляемостью.
Зооксантеллы набирают своих волонтеров преимущественно из жгутиконосцев рода хризиделла.
У этих водорослей, пока они свободно живут еще в море, спереди извиваются два тонких хвостика, или жгутика. Они ввинчиваются в воду и тянут за собой водоросль, словно лодочку, у которой мотор не сзади, а спереди. Поселяясь под кожей у своих друзей, хризиделлы отбрасывают жгутики и округляются. Окраску тоже меняют. В их распоряжении, очевидно, большой выбор нарядов. Хризиделлы, которые живут в радиоляриях и сифонофорах, окрашены в ярко-желтый цвет, в сцифоидных медузах они зеленоватые, а в кораллах и губках - коричневые и фиолетовые.
Необыкновенная диета "ловушки смерти"
Рассказывают, что лет пятнадцать назад в витрине одного нью-йоркского магазина была выставлена жемчужина невероятной величины - с человеческую голову! Весила она 6 килограммов 350 граммов, длиной была в 23, а шириной в 14 сантиметров.
Рассказывают далее, что добыли эту жемчужину при обстоятельствах в высшей степени необычных и трагических. Сын одного филиппинского вождя купался с товарищами в океане. Он нырнул и не вынырнул. Юношу нашли на дне моря: его руку сжимала створками чудовищная ракушка. С трудом вытащили ее на берег, открыли ломами и нашли внутри сверхжемчужину.
Коварную ракушку, погубившую несчастного юношу, ученые называют тридакной, а люди, настроенные более романтично, - "ловушкой смерти". Молва утверждает, что этот страшный моллюск был будто бы причиной гибели многих ныряльщиков, случайно попадавших рукой или ногой между створками его раковины. Створки тогда смыкались и часами держали в своих тисках попавшего в ловушку человека.
Тридакна - самая крупная на земле ракушка: весит она около полутонны и длиной бывает до полутора метров. (Путешественники минувших столетий сообщали даже о четырехметровых тридакнах!)
Обитает тридакна на коралловых рифах Индийского и Тихого океанов. Между створками раковины, словно капризные губы, всегда торчат волнистые складки мантии - полупрозрачной оболочки, которая окутывает моллюска. "Губы" бывают зеленые, лиловые, красные и крапчатые с пятнами разных цветов.
Если поранить "губу" ногтем, из нее потечет коричневая жидкость. Возьмем капельку и рассмотрим под микроскопом: мы увидим знакомые бурые шарики - зооксантеллы. Их великое множество. Они поселились в межклеточных пространствах мантии моллюска. Здесь, под полупрозрачными покровами, словно за матовым стеклом, водоросли отлично защищены от чрезмерной яркости тропического солнца: прямые его лучи убивают многие организмы.
Тридакна "позаботилась" даже о тех зооксантеллах, которые живут слишком глубоко в ее тканях и к которым поэтому проникает слишком мало света. Края ее мантии, постоянно выступающие из раковины, словно им тесно в домике, снабжены оптической системой. Это небольшие "кегли", сложенные из прозрачных клеток. Узким концом они глубоко погружены в мантию моллюска, образуя светопреломляющий конус. Его назначение собирать свет на поверхности животного и проводить в глубины тканей, чтобы водоросли-симбионты могли расселиться в теле тридакны на большем пространстве.
Для нее это очень важно. Ведь тридакна питается преимущественно (если не исключительно) теми веществами, которые вырабатывают зооксантеллы, переваривает и избыток водорослей, а они размножаются быстрее, чем ракушка успевает их съесть. Но переваривает тридакна своих квартирантов не в кишечнике (он у нее недоразвит), а прямо в тканях.
Ученые полагают, что только благодаря "дружбе" с водорослями и обилию пищи, которую они создают прямо на месте потребления, эта ракушка и вырастает до гигантских размеров (и производит жемчужины сказочной величины).
Могут ли животные питаться воздухом?
Червя конволюту (он обитает в Средиземном море и у берегов Франции в Атлантике) тоже кормят водоросли, которые живут у него под кожей. С помощью солнечных лучей превращают они углекислый газ и воду в крахмал. Этим крахмалом червь и сыт. Не нужны конволюте ни желудок, ни кишечник. Они у него атрофировались. Зато должен теперь червь почаще бывать на солнышке. Как начнется отлив, миллионы конволют выползают из нор и принимают солнечные ванны: чтобы водоросли под их прозрачной кожей приготовили побольше крахмала. А когда волны прилива вновь зальют пляж, червь зарывается в песок. Этот друг водорослей, можно сказать, лучами солнца и воздухом питается.
Без водорослей червь и недели не протянет. Если молодой конволюта не успеет вовремя обзавестись зоохлореллами, он погибает от голода, так как самостоятельно может питаться лишь первые дни.
И вот что интересно: ведь в яйцах и личинках червей нет водорослей! Но в оболочках яиц они есть. И так много, что те даже зеленеют. Когда личинка выползает из яйца, она вымазывается зеленой "пыльцой", покрывающей яйцевые скорлупки, и с поверхности яйца водоросли попадают сначала на кожу молодого червя, а потом и под нее.
Но самое поразительное - это ведь не те водоросли, что прятались под кожей у матери червя! Зоохлореллы, как только попадут под кожу к конволюте, сразу меняют свой облик и привычки и совсем делаются непригодными для новой инфекции. Они не могут уже больше самостоятельно существовать в воде, вне организма конволюты. "Заражение" личинки происходит свежими, не жившими в симбиозе с червями водорослями, которых безудержно влекут к себе какие-то особые выделения оболочек яиц. Как только самка отложит яйца на дне моря, зеленые шарики во множестве устремляются к ним. Инстинктивное влечение некоторых животных и растений к определенным химическим веществам ученые называют хемотаксисом.
Многие обитатели моря, не только тридакна с конволютой, но и губки, кораллы, гидроидные полипы, гидры, сифонофоры, медузы и похожие на них гребневики, а также актинии, ресничные и высшие черви (полихеты), и похожие на червей киноринхи, коловратки и, возможно, мшанки и иглокожие дают приют водорослям в своих полупрозрачных тканях.
Даже одноклеточные амебы, инфузории и радиолярии порой буквально набиты зелеными и желто-бурыми "шариками". Один ученый насчитал, например, в корненожке пенероплис двадцать восемь тысяч водорослей, а в другой, которая была побольше, - даже сто тысяч! Крохотное тельце этой гостеприимной "зверюшки" могло комфортабельно поместиться на острие иголки!
Безусловно, и водоросли и приютившие их животные получают от этого добровольного объединения большую пользу.