Двигаться к свету умеют многие растения. Водоросль хламидомонада,
например, использует особую тактику, чтобы изменить направление, —
начинает вращать жгутиками в разные стороны. Положительный фототаксис
(так называется движение к источнику света) приводит туда, где можно
фотосинтезировать. Род вольвокс — более высокоорганизованные
родственники хламидомонады. Но если с движением хламидомонады все более
или менее понятно, то над тем, как вольвокс движется к свету, ученые
ломают голову уже более ста лет.
Как двигаться многоклеточному
Дело в том, что хламидомонада состоит всего из одной клетки. Поэтому
ее движение достаточно простое. Клетка имеет две реснички, которые
вращаются в одном направлении. Чтобы клетка поменяла направление, они
начинают вращаться в разные стороны. Вольвокс — многоклеточная
водоросль. И ресничек у нее как минимум 5 тыс. Чтобы такой организм
двигался, вроде бы необходима координационная связь между клетками.
Но такой связи у вольвокса нет. Что совершенно не мешает ему двигаться
к свету.
Доктору Норико Уэки (Noriko Ueki) из Университета Белифельда
(Германия) и его коллегам из Японии, похоже, удалось разгадать загадку
вольвокса. Ученые провели эксперимент и построили модель, которая
показывает, как происходит весь процесс. Оказывается, все дело
в неравномерном распределении глазных пятен (светочувствительных
пигментов) и силе гравитации.
Жгутики, глазки и вращение сферы
По словам ученых, каждая клетка вольвокса имеет два жгутика для
движения и специальные «глазки» (или глазные пятна), которые
воспринимают свет.
«Вольвокс имеет форму сфероида. При помощи
жгутиков он движется вперед и вращается вокруг своей оси против часовой
стрелки, совершая один оборот в одну-три секунды», — рассказывает Уэки.
Передняя и задняя часть вольвокса не одинаковы по своему строению.
Вольвокс имеет, по словам ученых, два полюса. У одного (в передней
части) находится множество глазных пятен. Свет воспринимают лишь они.
К тому же постепенно количество пятен по направлению к противоположному
полюсу уменьшается. Зафиксировав свет, передние клетки дают команду
жгутикам двигаться и так задают направление.
Движению к свету, говорит Уэки, способствует и гравитация. Благодаря
неравномерному распределению массы у разных полюсов вольвокса часть, где
больше всего светочувствительных глазков, легче и поэтому обращена
вверх. То есть в ту сторону, где обычно находится источник света.
Так особое морфологическое строение вольвокса без участия сложной
системы биохимических координационных связей между клетками позволяет
этой многоклеточной водоросли успешно двигаться навстречу свету.
Статья доктора Уэки и его коллег опубликована в последнем номере журнала BMC Biology.
