Слизевики¶

Слизевики (лат. Myxomycota, или Mycetozoa) — это неформальная группа организмов, традиционно относимых к царству грибов, но в современной систематике рассматриваемых как парафилетическая группа, включающая несколько типов эукариот, в основном из состава Amoebozoa. Слизевики объединяют в себе признаки грибов (образование спороношений) и простейших (амебоидное движение, фаготрофное питание). Наиболее известная стадия их жизненного цикла — плазмодий, представляющий собой многоядерную подвижную цитоплазматическую массу, способную к активному перемещению и питанию путём фагоцитоза.

¶Общая характеристика

Слизевики — это гетеротрофные организмы, обитающие преимущественно во влажных местах: в лесной подстилке, на гниющей древесине, во мхах, на опавших листьях. Их размеры варьируют от микроскопических (несколько миллиметров) до крупных форм, способных покрывать площадь до нескольких квадратных метров. Питаются слизевики бактериями, спорами грибов, мельчайшими частицами органического вещества, а также могут поглощать растворённые питательные вещества.

Ключевая особенность слизевиков — способность образовывать плазмодий, который не имеет клеточных стенок и может менять форму, обтекая препятствия. При неблагоприятных условиях (высыхание, недостаток пищи) плазмодий может переходить в состояние покоя — склероций, а затем возобновлять активность при увлажнении.

¶История изучения

Первые описания слизевиков были сделаны ещё в XVII веке. В 1654 году немецкий врач и ботаник Иоганн Баугин (Johann Bauhin) описал вид Lycogala epidendrum, который он назвал «волчьим молоком». В 1729 году итальянский ботаник Пьер Антонио Микели (Pier Antonio Micheli) в работе «Nova plantarum genera» впервые систематизировал некоторые виды слизевиков, отнеся их к грибам.

В XIX веке немецкий миколог Генрих Антон де Бари (Heinrich Anton de Bary) в 1858 году предложил термин «Myxomycetes» (от греч. myxa — слизь и mykes — гриб) и впервые описал их жизненный цикл, показав, что плазмодий образуется из амёбоидных клеток. Де Бари считается основоположником научного изучения слизевиков. В 1860-х годах он выделил их в отдельную группу, промежуточную между грибами и простейшими.

В XX веке, с развитием молекулярной филогенетики, стало ясно, что слизевики не являются грибами в строгом смысле. В 1990-х годах исследования рибосомальной РНК показали, что большинство слизевиков (Myxogastria) относятся к типу Amoebozoa, а другие группы (например, Dictyosteliida) — к другим ветвям эукариот. В современной систематике термин «слизевики» — это не таксономическая, а экологическая или морфологическая группа.

¶Классификация

Традиционно слизевиков делят на три основные группы, хотя их филогенетические связи различаются:

¶Настоящие слизевики (Myxogastria)

Наиболее известная и многочисленная группа (около 900 видов). Характеризуются образованием крупного плазмодия (до 30 см и более) и сложных спороношений — спорангиев, эталий или псевдоэталий. Плазмодий может быть как сетчатым, так и компактным. К этой группе относятся такие виды, как Physarum polycephalum (многоголовый плазмодий, часто используемый в лабораторных исследованиях), Fuligo septica (известный как «ведьмино масло» или «плесень-блевотина»), Lycogala epidendrum.

¶Клеточные слизевики (Dictyosteliida)

Группа, насчитывающая около 150 видов. Отличаются тем, что на вегетативной стадии существуют в виде отдельных амёб, которые при нехватке пищи агрегируются в многоклеточное образование — псевдоплазмодий (или «слизняк»), который затем образует плодовое тело на ножке. Классический пример — Dictyostelium discoideum, модельный организм в биологии развития. В России эта группа не признаётся таксоном, но в международной литературе часто рассматривается как отдельный класс.

¶Плазмодиофоровые (Plasmodiophorida)

Группа внутриклеточных паразитов растений, ранее относимых к слизевикам. Образуют многоядерные плазмодии внутри клеток хозяина. Вызывают заболевания, такие как кила капусты (возбудитель — Plasmodiophora brassicae). В современной систематике их относят к типу Cercozoa (в составе Rhizaria), но по традиции иногда включают в обзор слизевиков.

¶Жизненный цикл

Жизненный цикл слизевиков включает несколько стадий:

1. Споры — покоящиеся клетки, распространяемые ветром или водой. Споры прорастают во влажной среде, образуя зооспоры (с жгутиками) или миксамёбы (без жгутиков).
2. Миксамёбы и зооспоры — подвижные клетки, которые питаются бактериями и делятся. При определённых условиях они сливаются попарно (гаметогамия), образуя диплоидную зиготу.
3. Плазмодий — многоядерная диплоидная масса, образующаяся из зиготы в результате митотических делений без цитокинеза. Плазмодий активно растёт, питается и перемещается. В нём может быть от нескольких до миллионов ядер. Размеры плазмодия варьируют от микроскопических до крупных.
4. Спороношение — при истощении пищи или изменении условий (свет, влажность) плазмодий переходит к образованию плодовых тел (спорангиев, эталий). Внутри них происходит мейоз, и образуются гаплоидные споры. Плодовые тела часто имеют яркую окраску (жёлтую, красную, коричневую, чёрную) и сложную структуру.
5. Склероций — при сильном высыхании плазмодий может превращаться в твёрдую массу, способную сохраняться годами, а затем при увлажнении снова превращаться в плазмодий.

¶Физиология и поведение

Слизевики, особенно Physarum polycephalum, известны своими когнитивными способностями. В лабораторных экспериментах было показано, что плазмодий способен:

• Находить кратчайший путь в лабиринте, соединяющий два источника пищи.
• Оптимизировать сеть трубок (псевдоподий) для эффективного транспорта питательных веществ, что напоминает транспортные сети (например, метро).
• «Запоминать» местоположение источников пищи и избегать ранее посещённых участков, где пищи не было.
• Решать задачи на поиск выхода, что интерпретируется как форма примитивного интеллекта без нервной системы.

Плазмодий демонстрирует хемотаксис (движение к пище), фототаксис (избегание света, кроме стадии спороношения) и гидротаксис (предпочтение влажных участков).

¶Распространение и экология

Слизевики распространены по всему миру, от тропиков до арктических регионов. Наибольшее видовое разнообразие наблюдается в умеренных и тропических лесах. В России известно около 300 видов, в том числе в лесной зоне Европейской части, на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке. Многие виды являются космополитами, но некоторые имеют узкие ареалы.

Экологическая роль слизевиков — участие в разложении органического вещества (сапротрофы) и регуляция численности бактерий и микроскопических грибов. Некоторые виды (например, Plasmodiophora brassicae) являются паразитами растений, вызывая заболевания сельскохозяйственных культур.

¶Значение для науки

Слизевики, особенно Dictyostelium discoideum и Physarum polycephalum, являются модельными организмами в биологии развития, клеточной биологии и нейробиологии. На них изучают:

• Механизмы клеточной подвижности и хемотаксиса.
• Процессы агрегации клеток и дифференцировки.
• Формирование многоклеточных структур.
• Принципы самоорганизации и принятия решений без централизованного управления.

Исследования Physarum используются в компьютерных науках для разработки алгоритмов, вдохновлённых биологическими системами (например, для оптимизации транспортных сетей).

¶Интересные факты

• Самый крупный известный плазмодий слизевика был обнаружен в 1992 году в США (вид Fuligo septica) — он покрывал площадь около 1,5 м².
• В народе слизевики часто называют «ведьминым маслом» из-за желтоватой, маслянистой массы плазмодия Fuligo septica.
• Physarum polycephalum способен решать задачи, которые считаются сложными для компьютеров, например, задачу коммивояжёра в упрощённой форме.
• Споры некоторых слизевиков могут сохранять жизнеспособность до 50 лет.
• В России слизевики изучаются в рамках микологии, хотя формально относятся к протистам. Крупные коллекции слизевиков хранятся в гербариях Московского государственного университета и Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН в Санкт-Петербурге.

¶Источники

• Александрова К. Л. Слизевики (Myxomycetes) России. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2019.
• Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров. — М.: Советская энциклопедия, 1986.
• Жизнь растений: в 6 т. Т. 2. Грибы / Под ред. М. В. Горленко. — М.: Просвещение, 1976.
• Stephenson S. L. Myxomycetes: A Handbook of Slime Molds. — Timber Press, 1994.
• Лабораторные исследования Physarum polycephalum: Nakagaki T. et al. Smart behavior of true slime mold in a labyrinth // Nature, 2000.