Исследователи получили беспрецедентное представление о «баллистическом» оружии планктонных микробов, в том числе о том, что оно может стрелять снарядами, как если бы они использовали пушку Гатлинга.
«Мы думаем о планктоне как о крошечном бульоне из алфавита в океане, пассивно плавающем вокруг, в то время как более крупные организмы поедают его», - говорит биолог Грегори Гавелис, который руководил исследованием, работая в Университете Британской Колумбии (UBC)..
"Но некоторые планктонные микробы, такие как динофлагелляты, являются хищниками и развили невероятные механизмы защиты и захвата добычи."
До сих пор было неясно, как динофлагелляты приобрели и выпустили эти снаряды, называемые экструсомами.
Gavelis и его коллеги изучали два типа динофлагеллят: Polykrikos kofoidii и Nematodinium sp. Они смогли захватить первые трехмерные изображения внутренней части микробов и определили, что Polykrikos запускает гарпуноподобную структуру, чтобы поймать свою добычу, а затем буксировать ее. Nematodinium, с другой стороны, выбрасывает содержимое в кольцо капсул, как пистолет Гатлинга.
«Нематодиниум имеет самые сложные экструзомы, которые мы когда-либо видели», - говорит зоолог UBC Брайан Леандер, старший автор статьи, опубликованной в Science Advances.
Исследователи также нашли новые доказательства эволюционного происхождения этих экструсом.
Они проанализировали ДНК динофлагеллят, чтобы определить, похож ли их баллистический механизм на стрекательные органеллы (нематоцисты) книдарий, таких как медузы. Они пришли к выводу, что это не так.
«Это очень захватывающий пример конвергентной эволюции на огромном расстоянии по всему древу жизни», - объясняет Леандер. «Жалящие нематоцисты кишечнополостных очень похожи на таковые динофлагеллят, но баллистические механизмы у них разные, и, похоже, у них нет общих генов».
Дальнейшие исследования будут посвящены большему количеству видов динофлагеллят с экструсомами, чтобы лучше понять их разнообразие и эволюционную историю.
«Люди не могли понять, как эти динофлагелляты нападают на свою добычу, потому что их баллистические механизмы настолько неожиданно сложны», - говорит Гавелис, который сейчас работает в Университете штата Аризона в Темпе. «Баллистические органеллы выглядят как какое-то инопланетное устройство».