Это странное дикое животное, обитающее в Байкале, ученые долго не замечали. Хотя ростом оно под метр. Всеядное. Скрытностью не отличается. Как на него можно было не обратить внимание?
На снимке выше вы как раз и видите его в толще воды. Зелёные заросли, похожие на кораллы, над которыми проплывает омуль — вовсе не водоросли. Это, как раз и есть те самые необычные существа, уникальные байкальские губки — Lubomirskia baicalensis. Учёные длительное время думали, что это — растение. Стали изучать и ахнули — животное. То есть организм находящийся в одной категории с человеком. Но сотворённый по совсем другому образу и подобию.
Причём, Любомирскии живут только в России. Обитают в самом глубоком озере мира уже миллионы лет. Когда учёные стали изучать эти губки, тут же попытались воздействовать на их чувства. Но ответной реакции не последовало. Решили, что они совершенно бесчувственные. Так и записали: нервная система отсутствует. Отнеслись к ним, как к каким-то очень примитивным простейшим организмам. Время показало — зря. В Любомирскиях столько необычного, что трудно найти ответы на многие вопросы. Вот, например, касательно тех же нейронов. Их у байкальской губки не обнаружили. Но гены, отвечающие за деятельность нервных клеток, присутствуют. Будто намекая на её прежнюю, загадочную и далёкую родословную. И такие странности у неё находятся ещё по нескольким позициям.
Представьте, что у человека нет рта и всю пищу он получает из… воздуха. Питание происходит через поры кожи. Нас окружает огромнейшее количество невидимых глазом микроорганизмов. Планктон присутствует не только в воде, но и в атмосфере. И он мог бы обеспечивать нас энергией. Но мы рассчитаны на другой тип питания. Грубый, трудозатратный, неудобный в потреблении.
Любомирскии обходятся без привычных нам завтраков, обедов и ужинов. Едят они, как мы дышим. Только их вдох происходит в воде. Пища — микро и нанопланктон (о существовании последнего учёные узнали совсем недавно). Такой образ их жизни — мечта лентяев и трудоголиков.
У этой губки внутри нет привычной нам крови и отдельных органов. У неё нет сердца, мозга, желудка… И в тоже время всё это есть. Всё находится в ткани организма. Все необходимые элементы внедрены на микроуровне. Абсолютно другой тип сложной системы. Другая клеточная материя. Совершенно для нас непривычная.
Факт для понимания. Обитающий в воде микропланктон, невидимый нами в своё большинстве, по массе превышает всех других обитателей планеты более, чем в десять раз. Эту гигантскую составляющую мы не осознаём из-за её призрачности. При этом планктон вырабатывает до 70 процентов атмосферного кислорода. Им питается огромное количество животных, в том числе и самое гигантское — кит. Уникальнейший природный продукт. От него напрямую зависит жизнь всего живого. И особенно — Байкала.
Раньше уверенно утверждали, что удивительная прозрачность этого сибирского озера зависит от рачка эпишуры. Сегодняшние исследования показывают, что таких, самых разных организмов здесь много. В числе главных и губка Любомирския. Колония, как на снимке, питаясь планктоном, прокачивает через себя и идеально очищает десятки литров воды в сутки. И при этом губка становится своеобразным маркером экологического благополучия. Причём, последние годы Любомирския начала сигнализировать о проблемах. Раньше она великолепно уничтожала во время фильтрации вредоносные вирусы и бактерии. А сейчас её защитная способность стала резко снижаться. Некоторые губки начали болеть. Но учёные не могут пока назвать причины происходящего. По сути мы только в самом начале изучения этого важного байкальского обитателя и её реакции на среду.
Последние исследования показывают, что Любомирския растёт быстрее, чем считалось раньше: до двух сантиметров в год. Некоторые из особей доживают даже до столетнего возраста.
Эта губка научилась взаимвыгодно уживаться с другими организмами. Например, пускает на постой водоросль хлореллу. А в качестве оплаты получает от неё ярко-зелёную окраску и дополнительное питание.
Однажды во время подводной сьёмки на дне Байкала, крепление моего фотобокса доставило на поверхность веточку Любомирскии. Её пассажирами оказались маленькие рачки брандтии, которые цепко держались за губку. Выяснилось, что они -- её постоянные жители. В отличие от других активно плавающих сородичей, эти -- невероятные домоседы. За предоставленное пристанище они поедают непрошенных гостей губки – различные микроорганизмы. Их малоподвижный образ жизни привёл к досадному казусу. Первые исследователи назвали этот вид -- брандтия паразитика. Потом уже разобрались, что вредности от них никакой нет, но присвоенные "фамилии" в науке менять не принято. Так и живут с этим именным недоразумением.
Многие годы считалось, что Любомирскии обитают только в прибрежной зоне. Но когда на Байкал привезли океанские батискафы "Пайсисы" и они занырнули на глубину в полтора километра, то увидели на камнях странные нашлёпки. Учёные пригляделись и удивились – это были Любомирскии. Они приспособились жить в полной темноте и под огромным давлением. Хлорелла в таких условиях жить не способна и потому окраска губки без этого спутника – блекло-белесая.
И видимо, чтобы совсем удивить, учёные мне сообщают свежую лимнологическую новость. Аквалангисты обнаружили на дне голубые губки. Исследования показали, что их цвет обусловлен соединениями меди. Только зачем Любомирскиям медь, для учёных сегодня -- полнейшая загадка. А вот с кремнием уже смогли разобраться.
Выброшенную на берег штормом Любомирскию местные жители издавна использовали для бережной чистки и полировки серебряных и бронзовых изделий. Эта её особенность прояснилась, когда провели детальный анализ содержимого. Оказалось, что скелет губки, как раз и сформирован из кремния.
Все мы знаем, что главная человеческая составляющая крепости костей — кальций. И этот же материал использует подавляющее большинство других организмов. Не являются исключением и кораллы. А байкальская губка почему-то предпочитает в своём каркасе совершенно другой элемент.
Синтез кремния в ней происходит удивительным образом. В промышленности для его получения применяют сложнейшие технологии при температуре более тысячи градусов. А Любомирския всё делает тихо и эффективно, в прохладной воде, благодаря своему силикатеину. Этот биологический катализатор запускает в действие сложнейший механизм. Его впервые сумели увидеть исследователи из объединённой группы учёных российского Лимнологического института и немецкого Центра BIOTECmarin. Впечатлением от увиденного поделился заведующий лабораторией аналитической биоорганической химии Сергей Беликов: «Наблюдаемый нами ферментативно контролируемый процесс в этой губке был похож на мощный биохимический реактор. Его работа просто завораживала! И само действие чрезвычайно напоминало образование костей у позвоночных животных».
Не случайно, многие учёные всё больше и больше склоняются к тому, что именно губки являлись изначальной основой, из которой появились все остальные многоклеточные в процессе эволюции. В них присутствуют несколько генетических фрагментов, которые похожи на зачатки программ для создания организмов высшего уровня.
При всём богатстве мирового океана, именно губки стали наиважнейшими обитателями, благодаря которым, человечество обзавелось уже шестью тысячами биологически активными веществами, используемыми в медицине. На их основе созданы разнообразные противовирусные, антибактериальные и противогрибковые препараты. В этот ряд могут стать и байкальские Любоскирии.
Вырабатываемый ими силикатеин очень был бы востребован в биотехнологиях. Но как задействовать его способности за пределами самой губки? Раньше практического ответа на этот вопрос не существовало. Но уже упомянутые молекулярные биологи из Майнца и лимнологи из Иркутска попыталась это сделать с помощью генной инженерии. С российской стороны руководителем был, уже упомянутый, доктор биологических наук, профессор Сергей Беликов:
— Задача ставилась в переносе гена силикатеина байкальской губки в чужеродный ей организм. Например, в бактерию. Что и было нами сделано. Ген был выделен, идентифицирован и клонирован в кишечной палочке, которая является обычной, безвредной флорой кишечника многих животных. Полученный нами рекомбинантный белок начал обладать ферментативной активностью, такой же по подобию, как и у силикатеина. Это было подтверждено практически. Теперь процесс выработки биогенного кремнезема стал возможен в различных организмах.
Новейшая технология уже защищена патентом. Применение биогенного кремния может найти применение в травматологии и создании тканевых имплантатов. В промышленности у него также широкая сфера возможного применения: силиконовые материалы, в основе которых кремнийорганические соединения, имеют грандиозную востребованность в оптике и электронике.
Не исключено, что наша бессердечная, бесчувственная и удивительная байкальская губка Любомирския поспособствует созданию самых перспективных материалов и прорывных технологий третьего тысячелетия.
РИСК
ВНИМАНИЕ!
