Загадочные ксенофиофоры

Недосягаемые для дневного света глубины Мирового океана таят в себе немало загадок. Одна из них — ксенофиофоры, которые считаются крупнейшими на нашей планете одноклеточными организмами. Они вырастают до 20 см и более! На фото — самая крупная из известных ксенофиофор — Syringammina fragillissima.

Впервые ксенофиофоры были описаны в 1883 году английским зоологом Генри Бауменом Брэди (Henry Bowman Brady). Он специализировался на изучении современных фораминифер, и открытый им организм Syringammina fragillissima считал именно фораминиферой. Позднее его взгляды были пересмотрены в пользу губок или даже вообще новой группы протистов. Но сегодня представителей класса Xenophyophorea, включающего около 60 видов, систематики снова уверенно относят к простейшим организмам фораминиферам, как и полагал Брэди. О родстве свидетельствует внешняя и внутренняя морфология и данные молекулярного исследования.

Самое удивительное в одноклеточных ксенофиофорах — это, конечно, их необычайно большой размер, при том что прочие современные фораминиферы едва достигают нескольких миллиметров. Клетка ксенофиофоры имеет не одно, а множество ядер, а также подвижные выросты цитоплазмы — ложноножки (псевдоподии), с помощью которых строится экзоскелет и добывается пища. Ксенофиофор относят к агглютинирующим фораминиферам, то есть они строят свой экзоскелет, используя посторонний строительный материал (минеральные зерна, раковины планктонных фораминифер и радиолярий, спикулы губок), скрепляя частицы клейким секретом. Поэтому они и получили название Xenophyophorea (буквально «носитель инородных тел»). Некоторые ксенофиофоры очень избирательно подходят к выбору материала для постройки своего экзоскелета. Форма экзоскелета может быть очень разнообразной: сферической, трубчатой, плоской или искривленной пластинчатой, сетчатой.

Различные морфотипы ксенофиофор из Тихого океана: а, f, k — неопределенный вид, b — Galatheammina sp., c — неопознанный вид из семейства Psamminidae, d — Reticulammina sp., e — Psammina sp., g — Syringammina sp., h, i, j — Stannophyllum sp. Длина масштабного отрезка — 1 см. Изображение из статьи L. A. Levin, 1994. Paleoecology and Ecology of Xenophyophores

В течение жизни ксенофиофоры могут концентрировать в цитоплазме и экзоскелете тяжелые элементы: барий, стронций, цинк, медь, свинец, а также естественные радионуклиды: уран, торий, радий. Концентрация бария и радия-226 происходит в форме внутриклеточных кристаллов барита (BaSO₄), функция и природа которых остается неизвестной. Радиационный фон может превышать допустимый в 2000 раз — это самый высокий уровень естественной радиации среди живых организмов. При этом никакого негативного влияния на развитие ксенофиофор этот фон не оказывает, что говорит об их генетической адаптации к радиоактивному излучению.

Ксенофиофоры широко распространены в водах Мирового океана. Они обитают в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах, в основном на больших глубинах (от 500 до 10 600 м). Их встречают чаще всего в районах, где наблюдается повышенное поступление органического вещества: в пределах континентального склона, абиссальных равнин и даже на дне океанических желобов, таких как Марианская впадина. Большинство представителей селится на поверхности дна, заякориваясь с помощью корневидных разрастаний в нижней части экзоскелета; но, например, Occultammina profunda предпочитает жить в осадке на глубине 1–6 см. Будучи детритофагами, ксенофиофоры питаются падающими сверху пищевыми частицами, которые приклеиваются к ложноножкам, покрытым клейкой слизью, после чего обволакиваются тонким слоем цитоплазмы и частично перевариваются.

Ксенофиофоры — важная часть бентосной экосистемы. В тех местах, где они встречаются, в 3–4 раза больше таких беспозвоночных, как моллюски (двустворчатые, брюхоногие, аплакофоры и полиплакофоры), ракообразные (амфиподы и изоподы) и иглокожие (офиуры, морские ежи и голотурии).

Офиура на ксенофиофоре Syringammina fragillissima. Фото с сайта oceanexplorer.noaa.gov

Возможно, ксенофиофоры создают дополнительное жилое пространство (на котором другие животные могут кормиться прилипающими к ним частицами и экскрементами), предоставляют убежище от хищников, а также рыхлят донный осадок, способствуя его перемешиванию с органическими частицами, обустраивая комфортную среду для детритофагов.

Разнообразие жизни на дне. Сверху вниз: эхиурида, морское перо, морская лилия, две ксенофиофоры с офиурами. Фото с сайта oceanexplorer.noaa.gov

Представитель эдиакарской фауны — Palaeopascichnus sp. (формация Вонока (Wonoka Formation), Южная Австралия), один из предполагаемых предков ксенофиофор. Фото из статьи J. B. Antcliffe et al., 2011. Testing the Protozoan hypothesis for Ediacaran fossils: a developmental analysis of Palaeopascichnus

Палеонтологическая история ксенофиофор очень неоднозначна, потому что убедительных доказательств существования подобных организмов в прошлом нет. Тем не менее, учитывая принадлежность ксенофиофор к фораминиферам, можно предположить, что их корни уходят в поздний неопротерозой.

В 1993 году российский палеонтолог А. Ю. Журавлев выдвинул ксенофиофор на роль возможных современных родственников многих представителей загадочной вендской (эдиакарской) фауны, для которых до сих пор не нашлось однозначных потомков ни в палеонтологической летописи, ни среди ныне живущих организмов. Позднее немецкий палеонтолог А. Зейлахер развил концепцию Журавлева и находил сходства между ксенофиофорами и вендобионтами (Yelovichus, Palaeopascichnus, Neonerites, Intrites) во внешней и внутренней морфологии, характеризующие адаптацию одноклеточных организмов к своей среде обитания при гигантских размерах.

По сходству морфологии и экологии ископаемыми ксенофиофорами считали, например, необычные сетчатые ихнофоссилии (следы жизнедеятельности) палеодиктионы, известные еще из отложений раннего кембрия, природа которых все еще дискуссионна. В другом случае предполагали, что остатками ксенофиофор являются каменноугольные «филлоидные водоросли».

Изучение современных ксенофиофор часто осложняется недоступностью мест их обитания на больших глубинах, а скелетные постройки этих организмов слишком хрупки, чтобы без повреждений доставить их на поверхность со дна абиссали. Поэтому самый надежный и распространенный способ получить максимум информации — это фото- и видеосъемка глубоководными аппаратами в месте обитания этих странных созданий.

Фото с сайта redsearch.org.

Антон Ульяхин