Термиты имени Дарвина, или Кто на самом деле ест мебель австралийцев
Австралия — прекрасная страна для эволюционного биолога. Целый континент, десятки миллионов лет изолированный от остальных континентов, стал настоящей эволюционной лабораторией. Чарльз Дарвин, посетивший Австралию в ходе своего кругосветного путешествия на «Бигле», испытал настоящий восторг от австралийской фауны и использовал результаты своих наблюдений при написании эпохальной работы — «Происхождение видов», которая заложила основы современной биологии. И в благодарность город в северной Австралии носит имя великого ученого.
Когда в окрестностях города Дарвин обнаружили неизвестных ранее термитов, то неудивительно, что их назвали дарвиновскими.
Дарвиновские термиты — крупные, до 1 см длиной, а размах крыльев у крылатых экземпляров достигает 5 см. Мощные челюсти солдат способны прокусить палец до крови. Для биологов дарвиновские термиты интересны тем, что они сохранили много черт тараканов, от которых произошли. По современным понятиям, термиты являются слепыми социализированными тараканами.
Термиты известны своей способностью поедать древесину, чем могут похвастаться немногие из живых организмов. Древесина не очень удобный объект для питания. Длинные переплетенные молекулы целлюлозы очень непросто перерабатывать, а в древесине они вдобавок пропитаны лигнином, что превращает материал в своеобразный растительный железобетон (роль арматуры играют молекулы целлюлозы, а бетона — лигнин).
Фото: Shutterstock
На фото — кусок дерева, изъеденный термитами
Откуда взялся уголь и при чем тут лигнин
Растения обзавелись лигнином, едва выбравшись из моря на сушу, чем поставили в тупик всех, кто мог бы питаться древесиной. Отжив свое, гигантские древовидные папоротники и хвощи падали на землю, но не разлагались, потому что разлагать их было некому. В результате происходило захоронение цельных стволов, а вместе с ними под наслоениями почвы сохранялся и углерод, который растения извлекали из углекислого газа. Кислород же, побочный продукт фотосинтеза, накапливался в атмосфере, в результате чего его содержание достигло 35%, что способствовало появлению гигантских насекомых, например, хищных стрекоз с размахом крыльев в 70 см, а также сильнейшим пожарам, от которых не спасал даже влажный климат.
Фото: Shutterstock
На фото — лес каменноугольного периода (иллюстрация из энциклопедии 1910 г.)
Миллионы лет углекислый газ выкачивался из атмосферы, превращаясь в уголь. Это могло бы плохо закончиться, поскольку изъятие углерода превышало его поступление из вулканов, а без углерода жизнь невозможна. К счастью, в конце каменноугольного периода грибы и бактерии все же научились разбираться с древесиной, и мир был спасен.
Кто живет в термитах?
Термиты, как и другие животные, самостоятельно перерабатывать целлюлозу не умеют. В этом им помогают живущие в их кишечнике бактерии. Поскольку термиты рождаются без бактерий, у насекомых выработались специальные ритуалы, которые дают им возможность получить нужные микробы от своих собратьев.
У разных видов термитов сожители разные, но у дарвиновского термита сожитель совершенно уникальный, даже парадоксальный — Mixotricha paradoxa.
Миксотриха относится к простейшим — трихомонадам, и, несмотря на родственную связь с теми самыми трихомонадами, живет исключительно в термитах и для человека не заразна. Это довольно крупный микроорганизм, до полумиллиметра длиной. Передвигаются простейшие с помощью ресничек или жгутиков, но у парадоксальной миксотрихи имеется и то и другое. Жгутиками она рулит, а для перемещения по прямой у нее есть еще и покрывающие почти всю поверхность реснички.
Ну или то, что выглядит, как реснички. Поскольку при ближайшем рассмотрении эти «реснички» оказались бактериями-трепонемами из семейства спирохет. Название «трепонема» звучит еще более устрашающе, но к очень неприятному ЗППП конкретно эта бактерия отношения не имеет.
Итак, четверть миллиона бактерий, в строгом порядке размещенные на поверхности простейшего, работают как микродвигатели, синхронно вращая жгутиками и обеспечивая поступательное движение. По сути, миксотриха представляет собой миниатюрную галеру! Как «хозяйка» добивается синхронности от своих двухсот пятидесяти тысяч гребцов, пока остается загадкой. Возможно, в этом ей помогают примерно 200 более крупных жгутиконосцев другого вида, которые могут задавать ритм, как барабанщики, но это только предположение. Кроме того, каждое посадочное место снабжено еще одной специальной бактерией-палочкой, чья роль также пока непонятна. Возможно, это живая батарейка, снабжающая гребцов энергией, или часть системы передачи команд.
Но на этом парадоксы парадоксальной миксотрихи не заканчиваются. Будучи простейшим, миксотриха обладает почти полным набором клеточных структур, который есть и у растений, и у животных, и у нас тоже. Почти полным набором, за исключением митохондрий. Эукариотическая клетка без митохондрий — это все равно, что автомобиль без двигателя. Крохотные, но мощные внутриклеточные электростанции снабжают клетку энергией за счет окисления органики. Без митохондрий клетка не проживет и десяти минут. А миксотриха — живет. Вместо митохондрий она использует множество населяющих ее мелких шарообразных бактерий, которые и обеспечивают энергоснабжение.
Фото: Shutterstock
А еще кто-то в этой кампании выполняет главную задачу всего коллектива — собственно, переваривает целлюлозу. Сама миксотриха не бактерия и потому этого делать не умеет, спирохеты заняты движением, остаются либо палочки, которые на поверхности, либо кокки, которые внутри, но кто именно — пока неясно. Интересное и загадочное создание эта миксотриха, особенно как живая модель эволюционного процесса, которая по иронии судьбы оказалась связанной с именем самого Дарвина.
Читайте также:
Шимпанзе оказались виртуозными охотниками на термитов
В Индонезии обнаружили крупнейшую в мире пчелу, которая считалась вымершей
