Галобактерии

В марте 1976 года американский ученый, доктор Уолтер Стокениуе, возглавлявший бригаду исследователей из Калифорнийского университета, сделал на прессконференции сенсационное сообщение.

Им была открыта (еще в 1965 году) и изучена морская бактерия (Halobactermrri halobium, или, проще, галобактерия), использующая энергию солнечных лучей и при этом начисто лишенная хлорофилла.

Фотосинтез без хлорофилла? Этот зеленый пигмент отныне терял свою, как прежде казалось, неограниченную монополию!

До сих пор в природе не было известно ни одного случая фотосинтеза в отсутствии хлорофилла. И вдруг такое - обнаружен живой (не ископаемый!) фотосинтетик, полностью лишенный хлорофилла.

Галобактерии преподносили сюрприз за сюрпризом. Прежде всею необходимо отметить, что Стокениуе вел работу по программе НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованиям космического пространства). Его интересовали формы земной жизни, живые существа, способные выносить экстремальные условия. В какой мере биологические виды способны приноровиться к чрезвычайно суровым и сложным условиям, которые могут встретиться, по мнению специалистов, на других планетах?

И тут галобактерии показали себя. Поистине инопланетные организмы, они прекрасно чувствуют себя там, где пасует все живое.

Эти существа-клетки-выходцы из очень пересоленного мира. Они обитают в засоленных лагунах, озерах и даже... в Мертвом море, которое, по общему мнению, совершенно не приспособлено для жизни.

Еще поразило исследователей то, что устроены галобактерии необычайно оригинально. Все в них было не так, как в привычной жизни: потому и неудивительно, что они расцветают в среде, в которой прочую живность можно лишь законсервировать.

Живучесть галобактерии - результат чрезвычайно упрощенной организации. Они обходятся минимумом средств. Их одежки-мембраны - это донельзя опрощенный вариант уже знакомых нам универсалов внутриклеточной деятельности - биомембраи.

Биологи привыкли иметь дело со структурной организацией невообразимой сложности - биомембранами, буквально начиненными, напичканными белками очень сложно л природы, а тут вдруг такая необычайная простота. Мембраны галобактерии, как выяснилось, содержали всего один-единственный белок.

И вновь неожиданность: этот белок, вмонтированный в мембрану ("фиолетовые бляшки"), по своей структуре был очень близок к родопсину - зрительному пигменту сетчатки глаза высших животных.

Исследователей поразило такое близкое родство, обнаружившееся между белками столь далеких по организации, обязанностям живых телец, стоящих на разных концах эволюционной лестницы. Вроде бы одно дело родопсин, содержащийся в палочках нашего глаза, и совсем другое - бактериородопсин у галобактерий, примитивнейших из существ.

Конечно, мысль о том, что могущество Природы базируется на конечном (и небольшом) числе основных кирпичиков жизни, кажется разумной. Поэтому, быть может, и неудивительны параллели между деятельностью мембран галобактерий и глазной сетчатки.

И возможно, в будущем эта связь поможет понять пока еще малоизученные зрительные процессы.

Все так. И все же вопрос о связи бактериородопсина и содержащегося в ретине наших глаз и отличающего свет от тьмы родопсина продолжает интриговать ученых.

Стокениус высказал такую гипотезу. Два реагирующих на свет пигмента - хлорофилл и родопсин - были созданы природой не случайно: у каждого из них свое назначение.

Хлорофилл собирает солнечную энергию, запасает ее, а призвание родопсина иное - осведомлять нервную систему живого существа о сигналах видимого мира.

Первый пигмент более действен в плане количественном (обслуживает, так сказать, материальные нужды организма), второй же берет на себя качественную сторону дела, способствуя переработке поступающей информации.

Ну а вот найденный у галобактерий бактериородопсин - исключение, подтверждающее правило. И удивительная жизненная цепкость этих созданий, видимо, следствие удачного совмещения различных функций в одном и том же пигменте.

У галобактерий родопсин не только поставляет энергию, но и как-то регулирует действие жгутиков - особых органов, благодаря которым сами бактерии перемещаются в воде, следуя за солнцем, располагаясь по отношению к нему наиболее оптимальным образом.

Двуликость бактериородопсина предлагает исследователям счастливую возможность заглянуть в сокровеннейшие тайники природы: в механизм видения и одновременно в фотосинтез, который здесь гораздо более упрощен (в сравнении с процессами, разыгрывающимися с участием хлорофилла).