Впервые в организме позвоночных найдены фотосинтетические водоросли.

Райан Керни из Университете Далхаузи (Канада), изучая изумрудно-зелёные шарики — зародыши пятнистой саламандры (Ambystoma maculatum), — обратил внимание на то, что их цвет обусловлен одноклеточными водорослями Oophilia amblystomatis. Об их симбиотических отношениях давно известно. Считалось, однако, что симбиоз имеет место за пределами организма эмбриона (в защитной желеобразной оболочке), который производит богатые азотом отходы. Ими питаются водоросли и морская трава, вырабатывающие, в свою очередь, кислород в непосредственной близости от дышащих эмбрионов.


Эмбрион пятнистой саламандры (фото Doug Wechsler).

Г-н Керни не только первым заметил присутствие водоросли внутри эмбриона, но и обнаружил признаки того, что она осуществляет прямые поставки продуктов фотосинтеза — кислорода и углеводов — в клетки, внутри которых находится. С помощью просвечивающей электронной микроскопии Райан Керни установил, что на участках, граничащих с водорослью, клетки саламандры держат целый штат митохондрий, которые превращают кислород и метаболические продукты глюкозы в молекулы аденозинтрифосфата, сохраняющие химическую энергию.

Столь тесное сотрудничество с фотосинтетическими организмами ранее фиксировалось только у беспозвоночных (к примеру, у кораллов). Считалось, что в случае с позвоночными это невозможно из-за действия адаптивной иммунной системы, уничтожающей чужеродный биологический материал. В данном случае либо клетки саламандры каким-то образом отключают иммунную систему, либо водоросль как-то её обходит.

По всей видимости, водоросли попадают в эмбрионы в момент формирования у них нервной системы. Это может объяснить то, что открытие сделано совсем недавно: большинство исследователей изучают эмбрионы, которые ещё не достигли данной фазы. Однако это вовсе не означает, что эмбрионы на ранней стадии не содержат водоросли. Одно из самых любопытных наблюдений г-на Керни заключается в том, что водоросли присутствуют уже в яйцеводах самок, где формируется защитная оболочка. Очень может быть, что водоросли проникают уже в половые клетки.

Надо заметить, что саламандры во многом отличаются от других позвоночных. Почти все клетки взрослой особи на протяжении её жизни сохраняют плюрипотентность. Иными словами, даже специализированные клетки готовы превращаться в другие типы клеток. Благодаря этой особенности саламандра способна отрастить, скажем, оторванную конечность. Можно сказать, что клетки саламандры по-иному воспринимают себя по сравнению с клетками других позвоночных, и это помогает им относиться к чужеродному биоматериалу более благосклонно. Но пока это лишь домыслы.

Результаты исследования были представлены на IX Международном конгрессе по морфологии позвоночных в Пунта-дель-Эсте (Уругвай).

По материалам: nature.com, compulenta.ru