Плесень и секс
Алексей Алексенко продолжает цикл публикаций «Зачем живые любят друг друга» — о загадках размножения и других парадоксах современной биологии. В пятой части появляются бесстыжие ящерицы и целомудренная плесень
С высоты это похоже на плотный зеленый ковер. Но стоит приблизиться, и вы сможете различить густые заросли, высокие стволы, ломящиеся под тяжестью плодов кроны. Если же углубиться в эти заросли, можно даже найти там огромные иссиня-черные грибы…
Точнее, это не совсем грибы. На самом деле гриб — это вообще все, что мы только что описали: и зеленые кроны, и высокие стволы. Все это — колония плесневого грибка аспергилла (Aspergillus, он же Emericella, nidulans), растущая на чашке Петри. Невооруженному глазу предстает пушистый газон из спор. Но даже самый простенький микроскоп или бинокулярная лупа дает представление, насколько сложно устроен этот организм. Внизу — переплетение гиф грибницы, уходящих вглубь субстрата. Из него вертикально вверх торчат стволы — это конидиеносцы, специализированные органы размножения. Каждый ствол заканчивается пузырьком-вздутием. Из пузырька во все стороны торчат особые вытянутые клетки — метулы. Над метулами еще один слой клеток — фиалиды, формой напоминающие кегли или бутылки. А над горлышком каждой фиалиды — длинная-длинная гирлянда спор, которые называются конидиями. Легкие дуновения — например, если вы, склонившись над своей бинокулярной лупой, о чем-то меланхолично вздохнете — разносят эти споры на большие расстояния, в результате чего зеленые пушистые колонии аспергилла вырастают тут и там, в том числе в таких местах, где пятно зеленой плесени никого особо не обрадует.
Это подробное описание, не лишенное даже некоторого поэтического сладострастия, помещено здесь не только потому, что когда-то этой плесени посчастливилось стать любимым исследовательским объектом автора, отдавшего ей лучшие годы жизни. Главное в нашей истории то, что аспергилл имеет прекрасно развитую, высокоспециализированную структуру, предназначенную для размножения. И размножение это бесполое. Из споры-конидии вырастает грибная гифа, она растет, наполняется делящимися ядрами, потом часть ядер мигрируют в конидиеносцы, снова делятся, в какой-то момент переключают полярность деления так, что это начинает больше напоминать почкование дрожжей, и, наконец, ядра оказываются внутри спор. При этом ни в какой момент у гриба не возникает необходимость поискать себе партнера для счастливого брака.
Но, кажется, в самом начале мы нашли что-то странное в глубине зарослей грибницы. То, что мы неосторожно назвали «грибами», — глянцевые упругие иссиня-черные шары. Подцепим один такой шар иглой, перенесем в каплю чистой воды и аккуратно раздавим. В воду выйдет фиолетовое облачко. Это тоже споры, но совсем другие. Чтобы не путать эти фиолетовые споры с теми, зелеными, их называют «аскопоры» (а те, как мы помним, «конидиями»). Они — продукт полового размножения. Не так-то просто заставить нашу плесень их произвести — для этого ей придется просидеть на чашке пару недель, в то время как бесполые конидии начинают образовываться уже через сутки. Кроме того, гриб неохотно занимается этим в одиночку: чтобы заставить его заняться сексом, придется посадить его на одну чашку Петри с партнером, другим штаммом, то есть породой, аспергилла. Сине-черный шарик диаметром 0,3 мм — плодовое тело гриба, которое называется «клейстотецием», и это тоже специализированный орган размножения, но на этот раз полового. Именно там проходит загадочный процесс перемешивания родительских генов, то есть кроссинговера. И происходит он, судя по всему, практически так же, как у нас с вами, что и неудивительно: если верить биологам, изучающим родословное дерево всего живого, мы с аспергиллом приходимся другу другу более близкими родственниками, чем нам обоим приходится, к примеру, капуста.
Итак, мы только что познакомились с организмом, который умеет размножаться с помощью секса ничуть не хуже нас с вами, но может отлично размножаться и без него. По каким-то причинам он таскает за собой по извилистым дорожкам эволюции оба эти способа, независимые друг от друга и довольно прихотливые. Таким образом, если кто-то думал, что половое размножение существует лишь потому, что размножаться по-другому живые существа не научились, — теперь ясно, что это не так.