Picozoa

Строение клетки Picomonas judraskeda. A, B, C, D — изображение клетки P. judraskeda, полученные с использованием различных микроскопических техник (A — контраст Номарского; B — фазовый контраст и флуоресценция; C — сканирующая электронная микроскопия; D — трансмиссионная электронная микроскопия). E — 3D реконструкция. AF/PF — передний и задний жгутики; AP/PP — передняя и задняя части клетки; G — аппарат Гольджи; M — митохондрия; MB — «микротельце»; N — ядро; tr1, tr2 — проксимальная и дистальная переходные зоны жгутика; P — задняя пищеварительная вакуоль; CL — щель, разделяющая переднюю и заднюю части клетки; VC — вокуолярная система[1].

В 2007 году Фабрис Но (лат. Fabrice Not) с соавторами опубликовали статью об обнаружении ранее неизвестной клады протистов высокого ранга на основании филогенетического анализа последовательностей генов рибосомных РНК, выделенных из морских планктонных проб верхних слоев толщи воды. Изучив клетки данных организмов, выявленные с помощью методики TSA-FISH, авторы предположили наличие у них фотосинтезирующих пластид, организованных по типу хлоропластов криптофитовых водорослей и обладающих особой ДНК-содержащей органеллой — нуклеоморфом. На основании этого авторы характеризовали данную группу как представителей фитопланктона и присвоили ей название Picobiliphyta[2].

Однако в дальнейшем фототрофный образ жизни данных организмов был поставлен под сомнение, так как исследования, направленные на выявление у Picobiliphyta пластид или фрагментов ДНК, содержащейся в данных органеллах, не принесли результатов. Кроме того, представители данного таксона были обнаружены в морских пробах, отобранных на глубине более 3000 метров, где отсутствие света делает невозможным фотосинтез[3].

Окончательным доказательством того, что Picobiliphyta являются гетеротрофами, стало описание в 2013 году первого представителя таксона — Picomonas judraskeda. Авторы продемонстрировали, что данный организм не способен к фотосинтезу и питается, поглощая крохотные (менее 150 нанометров) органические частицы из толщи воды. На основании этих данных авторы опубликовали формальное таксономическое описание группы, присвоив ей ранг типа и переименовав из Picobiliphyta в Picozoa, в соответствии с образом жизни данных протистов[1].

Размер клеток P. judraskeda, также как и других не описанных представителей Picozoa, выделенных из планктонных проб, составляет около 3 микрометров. Строение данных организмов уникально и не имеет аналогов среди прочих эукариот. Клетка P. judraskeda разделена глубокой щелевидной впадиной на две части, сильно отличающихся морфологически и функционально. Одна часть содержит основной набор клеточных органелл: ядро, одиночную митохондрию с трубчатыми кристами, 2 крупных микротельца (мембранных органелл, вероятно связанных с метаболизмом липидов), аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, жгутиковый аппарат (два жгутика неравного размера располагаются на боковой стороне клетки). Вторая часть специализируется на питании и содержит «клеточный рот» (цитостом), набор пищеварительных везикул и вакуолей. Внутри клетки эти две части разделены крупной вокуолярной цистерной с неизвестной функцией, возможно, являющейся барьером для попадания в клетку вирусов вместе с пищей[1][3].

Для P. judraskeda описан уникальный тип движения в толще воды — так называемый цикл «jump, drag, and skedaddle» (дословный перевод — прыжок, волочение и улепетывание). После длительного периода покоя клетка делает резкий рывок на небольшое расстояние и начинает медленное плавное движение в противоположном направлении. Эта часть цикла может быть повторена несколько раз, после чего Picomonas чрезвычайно быстро уплывает на большое расстояние от его изначального положения, и цикл начинается снова[1].

Систематическое положение Picozoa относительно других групп эукариот доподлинно не известно. Клетки описанного вида имеют уникальное строение и не похожи на других протистов. Молекулярно-филогенетические исследования данной группы также не дают однозначной информации. Из-за того что до 2013 года группу считали представителями фитопланктона, Picozoa в первую очередь сравнивали с представителями других таксонов водорослей. По состоянию на 2014 год были предложены следующие варианты систематического положения данной группы[3]: