Личный кабинет
Школьное естествознание и современная наука.

Многоклеточные бактерии






По мотивам известной, хотя и непереведённой книги Шапиро с соавт. "Бактерии как многоклеточные организмы".

Когда-то, обучаясь ещё в университете, я никак не мог понять, почему люди не замечают противоречия.
С одной стороны в учебниках, особенно школьных, заявляется, что бактерии обязательно одноклеточны.
С другой - тут же мы знакомимся не просто с многоклеточными сине-зелёными водорослями, но с организмами, у которых клетки явно дифференцированы.

Рис. 1. Многоклеточная нитчатая сине-зеленая водоросль Анабена с двумя типами клеток.

Вспомнив про многоклеточную анабену, который изучает каждый студент на биологическом отделении в курсе низших растений, остаётся добавить, что эти самые гетероцисты, которые видны и на рис.1, - не просто специализированные для азотфиксации клетки, а клетки, которые возникли в результате контролируемого генно-инженерного процесса. В этих клетках ДНК так перестраивается, что оказывается способной экспрессировать кодируемую ей нитрогеназу (фермент ну совершенно необходимый для азотфиксации).

Для начала две цитаты из Википедии:
"Многоклеточный организм должен отвечать следующим условиям:
  • его клетки должны быть агрегированы,
  • между клетками должно осуществляться разделение функций,
  • между агрегированными клетками должны устанавливаться устойчивые специфические контакты."
Прекрасно, прекрасно. Ну так всё это есть у бактерий.


Далее, оттуда же:

"Многоклеточность у прокариот известна, наиболее высокоорганизованные многоклеточные организмы принадлежат к группам цианобактерий и актиномицетов. У нитчатых цианобактерий описаны структуры в клеточной стенке, обеспечивающие контакт двух соседних клеток — микроплазмодесмы. Показана возможность обмена между клетками веществом (красителем) и энергией (электрической составляющей трансмембранного потенциала). Некоторые из нитчатых цианобактерий содержат помимо обычных вегетативных клеток функционально дифференцированные: акинеты и гетероцисты. Последние осуществляют фиксацию азота и интенсивно обмениваются метаболитами с вегетативными клетками".

Остаётся добавить, что крайне неуместным кажется считать мезозой, имеющих какую-то пару десятков клеток, многоклеточными животными, тогда как миксобактерий, образующих сложные тела - одноклеточными.


Ну вот те на. А как же набивший уже оскомину вопрос из ЕГЭ?

"C3 Почему бактерий относят в отдельное царство?
Ответ:
1) Бактерии одноклеточные прокариотические организмы.
2) В клетках отсутствуют мембранные органоиды (митохондрии, комплекс Гольджи, ЭПС).
3) Генетический аппарат содержится в кольцевой хромосоме-нуклеоиде".


Насчёт мифа о кольцевой ДНК писал.
Да и ЭТИ мембранные органеллы действительно отсутствуют. Хотя бывают и другие.
Неприятно, что ЕГЭодяи считают, что у бактерий нет мембранных органелл. А фотосинтезирующие ламеллы? А прочие ламеллы и везикулы у самых разных форм, например, у метанобразующих архей?
Ну эндоспоры, в конце концов. Да и внутриклеточное почкование возможно.


Иногда ещё правда добавляют, что "очень маленькие". Хотя есть бактерии с размером только клеток чуть меньше миллиметра, равно как и с размером генома побольше, чем у иных эвкариот.


То есть такие ответы не должны быть категоричны, а нужно ну хотя бы прибавлять "как правило".


Ну вернёмся к многоклеточности бактерий. Ведь первые мудрёные плодовые тела у бактерий были обнаружены уже в 1892 году.


Прежде всего обращу внимание на доступную статью, правда на английском Бактерии как многоклеточные организмы. (не путать с книгой, указанной в начале моей заметки).

В рамках небольшой заметки в блоге немыслимо охватить разные группы многоклеточных бактерий.

Поэтому напишу только об одной группе - так называемых слизистых бактериях, или миксобактериях. Как сильно они напоминают другие организмы - слизевики, которые по сути амёбы, ибо относятся к царству амёбозой. Но которые канонически в учебниках ботаники всегда относились к "грибам", разумеется многоклеточным организмам.
Твари сии - пожалуй самые сложные в морфологическом плане среди прокариот. Да и размер генома у них тоже самый большой - около 10 млн. п.н., что будет поболее, чем у некоторых эвкариот.


Посмотрим, что за фрукты, эти самые миксобактерии.


Подобно слизевикам сии прокариотические "звери" способны передвигаться целыми колониями - так же скользят. Двигаются сии многоклеточные твари и "выплёвывают" экзоферменты, растворяя разную сложную органику - прозвали поэтому такой эффект нападения - "эффектом волчей стаи".


Однако стОит начать голодать колонии бактерий, как тут же возникает многоклеточное чудо - формируется плодовое тело. Самое настоящее, как у многоклеотных грибов и амёбозой слизевиков. Чудны дела в мире прокариот!



Рис. 2. Плодовое тело Myxococcus xantus.

Вот прекрасная статья, правда опять же на английском Загадки миксобактерий



Рис. 3. Плодовое тело Chondromyces crocatus, состоящее из центрального ствола и ветвей, заканчивающихся одноклеточными спорами.

МНОГИЕ МИКСОБАКТЕРИИ НИКОГДА НЕ СУЩЕСТВУЮТ КАК ОДИНОЧНЫЕ КЛЕТКИ. Как же их назвать одноклеточными? Даже цисты у них многоклеточные!
Сия колониальная тварь может целенаправленно двигаться и даже окружать отдельные организмы-жервты, атакуя её пищеварительными веществами. Образуется "хищная сфера".


Рис. 4. "Хищная сфера", образованная миллионами клеток Myxococcus xantus.
А жертвами этих хищных тварей являются, например, цианобактерии.


    avatar 20.06.2013 | 06:47
    Валерий Чернухин Пользователь

    Вы правы, Елена Борисовна. Остаётся добавить, что составители этого вопроса видимо не знают, что хитин есть также у диатомовых (см. Chitin in Diatoms and its association with the cell wall) и золотистых водорослей (пример - домики у Poterioochromonas состоят из хитина) и даже некоторых зелёных водорослей (например, Pithophora oedogonia), которые эволюционно близки к наземным зелёным растениям.СтОит также напомнить, что согласно школьной виртуальной биологии (и вузовским учебникам ботаники 70-х годов) к "грибам" относят 4 различные эволюционные группы (оомицеты - гетероконты, плазидиоформные грибы - ризарии, слизевики - амёбозои, настоящии грибы). И только в последней группе, если мне не изменяет память, есть хитин.И вообще, хитин ещё встречается у моллюсков и многих групп организмов, считающихся "протистами".


     

    avatar 20.06.2013 | 06:15
    Елена Ковалева Пользователь

    Зашла на сайт, предлагающий потренироваться к ЕГЭ по биологии в раздел: "грибы, бактерии". Сразу же натыкаюсь на такой вопрос:C некоторыми растениями грибы сближает1 размножение спорами2 автотрофный способ питания3 наличие тканей4 хитин в клеточной стенкеПравильным отмечен ответ №1 "Размножение спорами"Надо сказать, что споры грибов и растений, хоть и выполняют похожие функции, но отличаются тем, например, что могут развиваться в разных структурах в результате разных процессов (митоз, мейоз). Распространение спор может происходить разными путями. Размеры спор различаются.Какой смысл составители вопроса вкладывают в слово "сближает"? Отдаляющих факторов не меньше, чем сближающих.Почему бы не отметить правильным ответ №3 "Наличие тканей"? Ткани у некоторых грибов есть: покровные, механические проводящие ткани. Устроены они по-другому и развиваются иначе, но функции похожи. Есть у грибов и специфические ткани:http://biofile.ru/bio/1059.htmlТак, что загадочное слово "сближает" в вопросе можно трактовать как угодно...


     

    20.06.2013 | 01:26
    Мария Чистякова Пользователь

    Валерий Алексеевич, здравствуйте! Как я рада, что Вы продолжаете писать в своем блоге и анализировать задания ЕГЭ. Очень важно, что, несмотря на всеобщее молчание, есть такие люди, которые упорно, настойчиво гнут свою линию. Собрали бы вы все это в единую статью: от анализа заданий ЕГЭ до рассуждений о недопустимости егэ по гуманитарным предметам и требований открыть банк заданий ЕГЭ. Все, что Вы говорите, кажется мне абсолютно верным. Думаю, что такую статью можно было бы опубликовать как в научном журнале, так и послать в министерство, в комиссию по подготовке КИМов, пусть помозолит глаза какому-нибудь чиновнику или недоученному специалисту по созданию тестов. Со своей стороны показала Ваш блог знакомым биологам. У нас в Лаборатории непрерывного математического образования есть биологическое направление, где пытаются учить серьезно, используя фундаментальный подход. За семестр ребятам кроме основного прочитываются еще 2-3 спецкурса по биологии. Но интересно не это. У нас работает юноша, поступающий в аспирантуру. Сегодня он меня стал убеждать, что цель ЕГЭ - проверить школьные знания, которые ребенок получил по учебнику, и не более того. Мои рассуждения о том, что нельзя создавать такие институты, которые перечеркивали бы истину, научное познание, для будущего аспиранта оказались чем-то совсем неожиданным. Вот это очень неприятно. Целое поколение, оказывается, выросло, допускающее халтуру в сфере науки, образования.


     

Дата регистрации: 19.07.2011
Комментарии:
3
Просмотров 595
Сказали спасибо 0
Сказать спасибо
footer logo © Образ–Центр, 2019. 12+