В карибских мангровых зарослях живут бактерии, вырастающие до двух сантиметров в длину.
Бактерии очень малы, размером в среднем 0,5–5 микрометров, их нужно рассматривать в микроскоп, лучше – сразу в электронный. Но нет правил без исключений: на портале bioRxiv появилась статья, в которой сотрудники Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли описывают бактерию, которую можно увидеть невооружённым глазом – её длина как минимум два сантиметра, как, например, у некоторых очень крупных мух.
Колония Thiomargarita magnifica на утонувшем растительном листе. (Фото: Jean-Marie Volland et al., bioRxiv (2022))
Открыть в полном размере
Бактерию Thiomargarita magnifica нашли в мангровых зарослях Карибских островов. Поначалу исследователи естественным образом предположили, что это просто нитчатые бактериальные колонии – такие цепочки образуют, например, цианобактерии. Но нити оказались самостоятельными большими клетками. Причём вполне возможно, что два сантиметра – не предел, и T. magnifica могут вырастать ещё длиннее, если их никто не съест и не разорвут водные течения.
Притом у этой бактерии есть некоторые особенности строения, которые делают её не совсем бактерией. Как известно, бактериальные клетки отличаются от эукариотических (то есть от клеток животных, растений, грибов и ряда других организмов) тем, что у клеток эукариот есть мембранное ядро с ДНК и ещё другие внутриклеточные органоиды, сделанные из мембран. У бактерий ДНК от остальной клетки никак не отгорожена и мембранных органоидов у них практически нет. Но у T. magnifica внутри есть два мембранных мешка: в одном содержится ДНК, а в другом – преимущественно вода. Водяной мешок (вакуоль) очень и очень большой, он занимает почти 73% объёма клетки.
Похожий мешок есть у другой гигантской бактерии Thiomargarita namibiensis, открытой в 1999 году. Она, правда, не вытянутая, а шаровидная, и в диаметре может достигать 0,75 мм, то есть размера макового зерна. По сравнению с новой T. magnifica
она очень невелика, но для бактерий в целом диаметр клетки в 0,75 мм – это гигантское значение. Обе относятся к роду Thiomargarita, и приставка Thio- означает, что они имеют дело с соединениями серы, используя их как источник электронов для своего метаболизма. Водяная вакуоль у T. namibiensis, кроме воды, содержит и другие вещества, необходимые для бактериальной биохимии; возможно, что и у T. magnifica она тоже служит кладовкой на случай неблагоприятных условий.
Бактерия Thiomargarita magnifica. (Фото: Jean-Marie Volland et al., bioRxiv (2022))
У T. magnifica
оказался ещё и на редкость большой геном – около 11 млн пар оснований, в которых закодировано примерно 11 тыс. генов и более 500 тыс. повторов каких-то ДНК-последовательностей. («Среднеарифметический» бактериальный геном содержит около 4 млн пар оснований и 3900 генов.) В ДНК-мешке сконцентрированы также белок-синтезирующие машины, что сильно отличает его от ядра эукариотических клеток: у нас, у других животных, у растений и т. д. синтез белка происходит в цитоплазме, а не в ядре.
Что всё это значит, предстоит понять в дальнейших исследованиях. Может быть, T. magnifica
представляет собой какой-то пограничный случай между бактериями и эукариотами, и в таком случае было бы очень интересно узнать её эволюционную историю. Пока что мы в который раз убедились, что от бактерий можно ожидать что угодно – даже то, что их можно разглядывать невооруженным глазом.