Правда об амёбе

В цитоплазме амебы расположено ядро, а также одна сократительная и множество мелких пищеварительных вакуолей. Цитоплазма окружена эластичной плазматической мембраной, за счет чего амеба без труда может изменять свою форму. Временные выросты, возникающие на поверхности ее клетки, называются ложноножками. С их помощью амеба перемещается по субстрату и захватывает пищевые частицы.

Мир населён амёбами. Их великое множество: голых и покрытых раковиной, одноядерных и многоядерных, паразитов и свободно живущих в воде и почве. Есть даже амебы, которые объединяются в многоклеточный организм. Многие выглядят так, что неспециалист ни за что не признает в них родственника того простейшего, которого мы представляем себе при слове «амеба».
А вспоминаем мы самую простую из них, амебу протея — одноклеточную, голенькую, прозрачную, с единственным крупным ядром. Ее проходят в школе и изучают в лабораториях. Вообще-то людям должны быть интереснее и ближе другие амебы, например кишечная амеба, безвредное существо, которое живет в кишечнике человека и питается его содержимым. Или дизентерийная амеба — она, как правило, тоже безобидна, живет в толстой кишке и ест бактерии, но иногда вдруг проникает в слизистую оболочку кишечника и начинает там питаться и размножаться. В результате слизистая оболочка кишечника покрывается язвами, а человек страдает кровавым поносом. А есть еще зубная амеба, которая, возможно, ползает сейчас по вашим зубам, если вы их плохо почистили.

Но ученые избрали объектом исследования амебу протея, привлеченные ее крупным размером и кажущейся простотой. Однако амеба оказалась не так проста. Сложности начались с истории открытия. Общепризнано, что первым увидел живую амебу в 1755 году Резель фон Розенхоф и назвал свою находку «маленький протей». Но когда двести лет спустя ученые проанализировали рисунки Розенхофа, оказалось, что в действительности он наблюдал очень своеобразный организм, пеломиксию, который к амебам вообще не относится. На самом деле честь открытия классического представителя голых амеб принадлежит Петру Симону Палласу (1766 г.). Ученый назвал увиденное существо Volvox proteus. Слово «амеба» появилось только в 1822 году, а современное наименование вида, Amoeba proteus, и его более или менее точное описание — еще на полвека позже. Непростое это оказалось занятие — амебу описывать. Ни окраски, ни ворсинок у нее нет. Тело напоминает кляксу. Некоторые ранние исследователи утверждали, будто амебы вообще не имеют определенной формы, но это не совсем так. Амеба, которая сидит неподвижно или «топчется на месте», действительно выглядит произвольно.
Однако, двигаясь целенаправленно, она принимает характерную форму, по которой ученые и определяют, к какому виду относится данное простейшее. Отличительные признаки ползущей Amoeba proteus — несколько выростов разного размера на передней части клетки (такие выросты называются псевдоподиями, а по-русски ложноножками).

Если же эта амеба очень торопится, то сплющивается и сильно вытягивается. Даже специалисты признают, что идентификация и определение амеб — дело сложное. Поэтому большинство ученых, которым нужна амеба протея, предпочитают работать не с природ- ным материалом, а с лабораторными штаммами известного происхождения: это позволяет сопоставлять результаты, полученные в разных лабораториях. Но чтобы ввести амебу в культуру, ее сначала нужно поймать. Эти существа живут в мелких затененных и за- росших водоемах с медленным течением. Самая благоприятная температура для их размножения 18–20°С.
Зачерпнув из прудика, пробам воды и ила дают отстояться, а потом, если повезет, в придонном слое и на по- верхности листьев находят амеб. Обнаруженные экземпляры отсаживают в стеклянные сосуды (выбирать подхо- дящую тару тоже надо с умом — некоторые сорта стекла для амеб токсичны!) со специальным солевым раствором, где амебы живут и размножаются, делясь один раз в два-три дня.

Амебы — хищники. В природе они успешно гоняются за очень подвижными инфузориями, парамециями и тетра- хименами, развивая при этом скорость до 0,2 миллиметров в минуту. Хорошо промытыми инфузориями их и кормят в лаборатории. Кормление амебы ис- пользуют для учебной демонстрации фагоцитоза — захвата клеткой твердых частиц в пищевые вакуоли. Все прекрасно видно — и вакуоли, и этапы поглощения: амеба-то прозрачная.
Но такой наглядный процесс для амебы скорее исключение, чем правило. Взять, например, ее перемещение. Есть даже термин «амебоидное движение»: таким способом, выпуская ложноножки, движутся не только всевозможные амебы, но и некоторые клетки иммунной системы млекопитающих, макрофаги например. Амебоидное движение изучали, главным образом, на Amoeba proteus. Под микроскопом хорошо видно, как поток цитоплазмы ударяется в растущую псевдоподию, продвигая клетку вперед, а сам растекается по клеточным стенкам наподобие струй фонтана.

Но чтобы внятно объяснить, как именно амеба перегоняет свою цитоплазму, ученым понадобилось почти шестьдесят лет. Оказалось, что движение Amoeba proteus обеспечивают несколько механизмов, относительно независимых друг от друга, а под клеточной мембраной у простенькой амебы находится сложная структура, состоящая из актина и миозина — белков, составляющих мышцы многоклеточных животных. Сейчас ученые убеждены, что такой, отнюдь не элементарный, способ перемещения мог возникнуть только в результате длительной эволюции. Генетическое устройство этого простейшего тоже не оправдало надежд специалистов, ищущих удобные модели. У амебы протея оказалось больше пятисот хромосом, причем очень мелких, так что за ними и не понаблюдаешь. Полового процесса нет, поэтому обмена хромосомами между амебами не происходит. Но все же генетики использовали возможности, которые предоставляет им крупное прозрачное одноклеточное существо с большим ядром. Амеба протея достигает 0,5 мм, и при этом великолепно выдерживает механические повреждения. Это идеальный объект для микроманипуляции.

С помощью специальных стеклянных крючочков, иголочек и капиллярчиков можно пересаживать ядро или цитоп- лазму из одного штамма амебы другому. Таким образом советский ученый А.Л.Юдин обнаружил несовместимость ядра и цитоплазмы у разных клонов Amoeba proteus, а кроме того, показал, что некоторые наследственные признаки амебы (устойчивость к этиловому спирту, форма клетки, теплоустойчивость) зависят от генов, расположенных в ядре, а не от свойств цитоплазмы. А еще на амебах пытались решить проблему бессмертия. Зарубежные исследователи Даниелли и Маглтон обнаружили, что при достаточном питании амебы растут, многократно делятся и это может продолжаться сколь угодно долго.
Если же содержать амеб в более суровых, «поддерживающих» условиях, они перестают размножаться и в конце концов погибают. Установив это, ученые продержали амеб несколько недель на голодной диете, а потом пересадили в среду, богатую пищей. Но амебы, вопреки ожиданию, не обрели вечную жизнь. Хотя рост и деление возобновились, культура жила только ограниченное время — от 30 дней до 30 недель. Так мир узнал, что даже у бесполых простейших смертность или бессмертие находятся в тонкой зависимости от условий культивирования. Но в какой именно? Опыты ставили в 1959 году, а ответа нет и по сей день. Все-таки жизнь амебы — за- гадка для нас.

Кандидат биологических наук Н.Резник

Источник: «Химия жизнь» 2002\11