Organizmy mało znane: Śluzowce

Inne wpisy na temat śluzowców:
Uwaga, nadpełzają śluzowce!
Żywe skamieniałości (1): Paździorek starszy niż tyranozaury

Kiedy chodziłem do szkoły, organizmy „wyższe”, czyli eukarionty, wyposażone w jądro komórkowe, dzielono z grubsza na trzy królestwa: zwierząt, roślin i grzybów. Nie bardzo było wiadomo, co zrobić z tłumem gatunków niepasujących do schematu (często mikroskopijnych, mało znanych przeciętnemu człowiekowi). Jeśli posiadały zdolność do fotosyntezy, wrzucano je do worka z napisem „glony (algi)” i traktowano jako prymitywnych krewnych roślin. Jeśli pełzały lub przebierały rzęskami czy też wiciami i były cudzożywne, wpadały do worka z napisem „pierwotniaki”; traktowano je jako prymitywne, jednokomórkowe zwierzęta. Niektóre przypominały grzyby, były więc traktowane jako ich prymitywni kuzyni, czyli pierwotniaki grzybopodobne.

Spotkanie dwóch śluzowców: plazmodium śluzka krzaczkowatego (Ceratiomyxa fruticulosa var. porioides) i zrosłozarodnie rulika nadrzewnego (Lycogala epidendrum).

Wraz z postępem wiedzy zupełnie zmieniły się poglądy na ewolucję i stosunki pokrewieństwa różnych grup organizmów. Trzy tradycyjne „królestwa” trudno dziś odnaleźć na ogromnym drzewie rodowym eukariontów. Każde z nich stanowi jedno z odgałęzień większej grupy, która sama stanowi część jeszcze większej supergrupy, a takich supergrup jest wiele i trzeba być specjalistą lub stale nadążać za postępem biologii, żeby się w nich połapać. Grzyby (Fungi), które kiedyś uważano za coś w rodzaju roślin i włączano do obszaru badań botaników, są w istocie bliskimi krewnymi zwierząt (Metazoa). Wraz z kilkoma pomniejszymi gałązkami drzewa życia należą do większej grupy zwanej Opisthokonta. Ta z kolei stanowi część supergrupy Amorphea, której drugą ważną gałęzią są Amoebozoa. Ich klasycznym przedstawicielem jest pełzak odmieniec (Amoeba proteus), czyli dobrze wszystkim znana podręcznikowa „ameba”. Ale Amoebozoa to grupa duża, obejmująca mniej więcej 2500 opisanych dotąd gatunków (i z pewnością wiele nieopisanych). Jest to także grupa bardzo różnorodna. Jedno z jej odgałęzień, obejmujące ponad jedną trzecią liczby gatunków, stanowią śluzowce (Myxogastria). W odróżnieniu od pełzaków śluzowce można oglądać bez mikroskopu, To są właście te „grzybopodobne pierwotniaki”, o których wspomniałem wyżej.

Skupienia walcowatych zarodni paździorka (Stemonitis sp.) na cienkich trzonkach.

Cykl życiowy śluzowców wygląda na ogół następująco: ich formy haploidalne (z jednym kompletem chromosomów) żyją sobie w wilgotnym środowisku jako jednokomórkowce (pełzające lub poruszające się za pomocą wici), odżywiając się bakteriami, zarodnikami grzybów itp. Kiedy spotkają się dwie takie komórki należące do różnych typów koniugacyjnych (czyli „płci”, których śluzowce, podobnie jak grzyby, mogą mieć setki w obrębie jednego gatunku), mogą się one połączyć w diploidalną amebowatą zygotę (zawierającą dwa zestawy chromosomów). Jądro zygoty ulega podziałom mitotycznym (tzn. każde jądro potomne zachowuje podwójny zestaw chromosomów). Wskutek kolejnych podziałów liczba jąder zaczyna rosnąć wykładniczo. Nie zachodzi jednak podział na komórki. Cały śluzowiec staje się wielojądrowym komórczakiem, tak zwaną śluźnią, czyli plazmodium. Odżywia się intensywnie i rośnie szybko, pochłaniając drobny pokarm organiczny.

Zlepniczek walcowaty (Tubifera ferruginosa).

Wkrótce liczba jąder osiąga tysiące, a nawet miliony. Plazmodium pełznie po podłożu jako cienka, galaretowata masa, czasem jaskrawo ubarwiona i o widocznej żyłkowatej konsystencji, zmieniając kształt i wykonując pulsujące ruchy. W końcu zaczyna poszukiwać właściwego miejsca dla wytworzenia owocników. W tym celu śluzowiec może się wspiąć na zmurszały pieniek, źdźbło trawy lub żywe drzewo. Usadowiwszy się w wybranym miejscu, przestaje pobierać pokarm i zaczyna tworzyć owocniki, w których powstają zarodniki. Owocniki miewają różne kształty, często o niewiarygodnie kunsztownej strukturze. Mogą tworzyć pojedyncze zarodnie z trzonkiem lub bez; zarodnie mogą się zlewać w jedną zbitą strukturę o poduszkowatym kształcie, zwaną zrosłozarodnią (aethalium); istnieje też kilka pośrednich typów budowy. W krótkim czasie (do kilku dni) owocniki dojrzewają. Wyodrębniają się w nich jednojądrowe komórki ulegające mejozie, czyli podziałowi na komórki haploidalne, przekształcające się w zarodniki. Są one uwalniane z zarodni i roznoszone przez wiatr lub zwierzęta. Zarodniki są odporne na działanie czynników naturalnych i mogą długo pozostawać w uśpieniu, ale jeśli znajdą dogodne warunki (odpowiednia wilgotność i temperatura), ożywają, rozwijając się w ruchliwe haploidalne jednokomórkowce. Cykl życiowy zamyka się.

Pianka okazała (Didymium spongiosum, dawniej znana jako Mucilago crustacea), chętnie sadowiąca się na łodygach niskich roślin i źdźbłach trawy.

Na pierwszym z prezentowanych tu zdjęć (wszystkie wykonałem osobiście) widać dwa gatunki śluzowców. Jeden z nich, stanowiący tło, to śluzek krzaczkowaty (Ceratiomyxa fruticulosa, w tym przypadku odmiana porioides).1 Żółta masa na zdjęciu to jego pełznące plazmodium, które nie wytworzyło jeszcze owocnika. Kuliste kształty to zrosłozarodnie rulika nadrzewnego (Lycogala epidendrum). Śluzek należy do małej grupy pozostającej poza obrębem głównej gałęzi ewolucyjnej śluzowców. Oddzielił się od nich bardzo dawno – setki milionów, a może nawet miliard lat temu. Jego zarodniki nie powstają wewnątrz owocnika, ale na jego powierzchni. W przypadku tej odmiany owocniki tworzą śnieżnobiałą, gąbczastą, koronkową masę. Rulik to też ciekawy przypadek. Opublikowane kilka tygodni temu wyniki badań genetycznych próbek z kilku kontynentów dowodzą, że Lycogala epidendrum to w istocie kompleks co najmniej sześćdziesięciu, a prawdopodobnie ponad stu bliźniaczo do siebie podobnych gatunków. Niewątpliwie to samo dotyczy wielu innych śluzowców.

Gładysz kruchy (Leocarpus fragilis), często spotykany na spadłych gałązkach, liściach lub igliwiu.

Śluzowiec z drugiego zdjęcia to paździorek (Stemonitis sp.). Gatunek trudno ustalić bez starannych badań mikroskopowych. Praktycznie identyczny paździorek utrwalił się w birmańskim bursztynie z okresu kredowego (100 mln lat temu). Jest to najstarszy znany śluzowiec kopalny, a zarazem dowód na niezmiernie powolną ewolucję tych organizmów, jeśli chodzi o wygląd i tryb życia. Paradoksalnie, choć śluzowce skrajnie rzadko zachowują się w formie skamieniałej, można je uznać zbiorowo za żywe skamieniałości. Wbrew pozorom nie są jakąś egzotyczną osobliwością, ale żyją wszędzie wokół nas i wcale nietrudno je znaleźć. Trzeba tylko wiedzieć, czego się szuka, i wyrobić sobie zmysł obserwacyjny. W naszej strefie klimatycznej najlepszym miesiącem na poszukiwania jest październik (aczkolwiek nawet zima nie wyklucza obserwacji), a najbardziej obiecujące miejsca to murszejące pieńki lub kłody, najlepiej porosłe mchem. Ale śluzowce pojawiają się w najdziwniejszych miejscach. Żałobnię białonóżkę (Diachea leucopodia) znalazłem w plastikowym odpływie rynny własnego domu. Trafiłem na nią, kiedy miała jeszcze formę żyłkowanego plazmodium, i miałem okazję śledzić wszystkie etapy powstawania owocników.

Zrosłozarodnia samotka zmiennego (Reticularia lycoperdon), śluzowca osiągającego duże rozmiary i czasem mylonego z purchawkami.

Typy koniugacyjne i owocniki przywodzą na myśl cykle rozwojowe grzybów, ale podobieństwo jest powierzchowne. Śluzowce różnią się od grzybów między innymi zdolnością do ruchu, czasem zdumiewająco szybkiego (odnotowany rekord to 1,35 mm/s) i do osiągania celu w sposób, który trzeba określić jako inteligentny. Bo czymże innym jest np. zdolność do znalezienia najkrótszej drogi w labiryncie w poszukiwaniu pożywienia, nawet jeśli poszukiwacz nie ma układu nerwowego, nie wspominając o mózgu, ale – jak wskazują badania – posiada jednak pamięć, zmysł upływu czasu i elementarną zdolność do przewidywania)?

Gronianka (Badhamia sp.) znaleziona wysoko na korze sumaka octowca w grudniu tego roku, podczas śnieżnej i mroźnej pogody. Jak widać, zarodnie już pękają, uwalniając zarodniki.

Śluzowce zainteresowały mnie jeszcze w latach szkolnych, bo choć ich pozycja systematyczna nie była jasna, wiadomo było, że są to organizmy nietypowe, fascynujące swoją odmiennością i niepasujące do tradycyjnych przegródek, jak gdyby pochodziły z innej planety. Gorąco polecam je miłośnikom przyrody jako wdzięczne obiekty obserwacji.

Lektura dodatkowa:

Garść ogólnych informacji

https://bibliotekanauki.pl/articles/855711.pdf

Galeria profesjonalnych zdjęć

https://andysands.co.uk/project/slime-moulds/

Kredowy paździorek zachowany w bursztynie

https://www.nature.com/articles/s41598-019-55622-9

O inteligencji śluzowców

https://www.nature.com/articles/nature.2012.11811

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210223121643.htm

O śluzowcach w warunkach ekstremalnych

https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C87645%2Cz-wiatrem-przez-swiat-nieoczywiste-wedrowki-niepozornych-sluzowcow.html

Przypis

  1. Obecnie (2024) śluzek kanalikowy (Ceratiomyxa porioides) jest wyróżniany jako osobny gatunek, nie jako odmiana C. fruticulosa. ↩︎

Organizmy mało znane: Porosty

Choć jestem z wykształcenia językoznawcą, nie biologiem, chciałbym się od czasu do czasu podzielić z bywalcami naszego bloga rezultatami swojej działalności hobbystycznej. Fascynują mnie organizmy, które żyją sobie wokół nas – w lasach, na łąkach, a nawet w miastach i przy naszych domach – a których zwykle nie dostrzegamy, jeśli nie nauczymy się przyglądać przyrodzie uważnie i świadomie. Dziś kilka słów o obserwacji porostów. Porosty nie są samodzielną grupą taksonomiczną, tylko układami symbiotycznymi, złożonymi z co najmniej dwóch gatunków. Dominującym partnerem w takim układzie jest grzyb (przeważnie z gromady workowców), który wchodzi w symbiozę z mikroorganizmami fotosyntetyzującymi (fotobiontami). Najczęściej są to jednokomórkowe zielenice, rzadziej cyjanobakterie (sinice). Można powiedzieć, że grzyby nauczyły się uprawiać fotobionty i korzystać z produktów fotosyntezy, przede wszystkim sacharydów i ich pochodnych (cyjanobakterie ponadto wiążą azot atmosferyczny). W zamian grzyb oferuje korzyści takie jak ochrona przed wysychaniem i nadmiarem promieniowania UV albo dostęp do związków mineralnych pobieranych z podłoża.

Obrost sinawy (Physcia aipolia) na gałązce głogu. Przykład porostu o pleszce litskowatej. Okrągłe twory na jego powierzchni to owocniki (apotecja) produkujące zarodniki grzyba służące do rozmnażania płciowego.

Wiele porostów oprócz głównego fotobionta ma też partnera pomocniczego (np. cyjanobakterię obok zielenicy); mogą też zawierać symbiotyczne organizmy z innych grup, np. jednokomórkowe grzyby z gromady podstawczaków. Dzięki symbiozie układ staje się samożywny, a często bardzo odporny na ekstremalne warunki środowiskowe. Porosty naskalne można spotkać np. w Suchych Dolinach McMurdo w głębi Antarktydy (78° południowej szerokości geograficznej). Niestety wiele gatunków bardzo źle znosi skażenie powietrza produktami przemysłu (np. dwutlenkiem siarki), dlatego stanowią one ważny wskaźnik czystości środowiska. Najbardziej wymagające z nich można spotkać tylko w strefie „normalnej” wegetacji, czyli tam, gdzie zanieczyszczenie jest minimalne.

Misecznica grabowa (Glaucomaria carpinea) na gałązce głogu. Przykład porostu skorupkowatego. Tu także widać dyskowate owocniki (apotecja).

Porosty klasyfikuje się zgodnie z przynależnością systematyczną tworzącego je grzyba. Czasem do tej samej rodziny lub tego samego rzędu należą grzyby porostowe i nieporostowe. Symbioza grzybów z fotobiontami zaczęła się setki milionów lat temu, choć wiele grup dzisiejszych porostów wyewoluowało dość niedawno (w kredzie lub w paleogenie). Szczególne znaczenie dla ich współczesnej różnorodności miało pojawienie się drzew liściastych, których kora stanowi znakomite podłoże dla wielu gatunków porostów. Trzeba pamiętać, że porosty nie są pasożytami i nie zagrażają drzewom, na których rosną. Pełnią raczej rolę komensali. Porost można też uznać za miniaturowy ekosystem. Zamieszkują go często drobne zwierzęta: skoczogonki, wrotki, nicienie, a przede wszystkim niesporczaki. Między porostem a jego mieszkańcami mogą istnieć kolejne związki przynoszące korzyść obu stronom.

Mąkla tarniowa (Evernia prunastri) na głogu. Porost listkowaty o wzniesionych odcinkach plechy.

Związek grzyba z fotobiontem nie jest całkowicie ścisły. Porost nie jest organizmem hybrydowym. Partnerzy zachowują pewien stopień autonomii. Jeśli grzyb tworzy zarodniki, to nie zawierają one DNA zielenicy ani cyjanobakterii. Niektóre fotobionty żyją także w postaci niezwiązanej (np. jako nalot zielenic porastających korę drzewa). W trakcie swojej ewolucji różne linie rozwojowe grzybów porostowych wielokrotnie traciły fotosyntetyzującego partnera, powracając do typowej dla grzybów cudzożywności, a także odzyskiwały go lub zmieniały na inny typ fotobionta.

Przylepnik złotawy (Melanelixia subaurifera) na korze klonu.

Z morfologicznego punktu widzenia porosty można dzielić na listkowate, łuseczkowate, skorupkowate lub krzaczkowate w zależności od tego, jaką strukturę ma plecha, czyli twór zbudowany  ze strzępków grzyba, osłaniający komórki fotobionta. W zależności od gatunku porosty preferują różne podłoża: skały, pnie lub gałęzie drzew, martwe drewno, glebę; czasem wystarczy im np. stalowy słup latarni ulicznej lub betonowa płyta. Jakikolwiek podział na typy morfologiczne lub środowiskowe byśmy wymyślili, zawsze znajdą się porosty, które trzeba rozpatrywać osobno jako wyjątek od reguły. Opisano dotąd kilkanaście tysięcy gatunków grzybów porostowych. W Polsce jest ich co najmniej 1600, ale lista stale się wydłuża, bo niektóre gatunki docierają do nas wskutek zmian klimatycznych, inne zaś wyodrębnia się wskutek pogłębionych badań genetycznych (gdy coś, co uznawano dawniej za jeden gatunek, okazuje się kompleksem trudnych do rozróżnienia gatunków bliźniaczych). Wiele porostów to gatunki narażone na wyginięcie i objęte częściową lub całkowitą ochroną.

Chrobotek szydlasty (Cladonia coniocraea) na pieńku ściętego drzewa. Przedstawiciel bardzo różnorodnego i bogatego w gatunki rodzaju Cladonia. Cechą charakterystyczną chrobotków jest występowanie plechy pierwotnej (łuseczkowatej), nad którą wznoszą się wytwory plechy wtórnej (tzw. podecja) w kształcie lejków, słupków lub rozgałęzionych krzaczków. Jedne i drugie są tu dobrze widoczne.

Porosty są wdzięcznym obiektem do amatorskich badań w ramach nauki obywatelskiej (citizen science). Zawodowych lichenologów (specjalistów od porostów) nie ma zbyt wielu i nie są oni w stanie zbadać każdego kompleksu lasów, wrzosowiska, skały, osiedlowego skwerku lub szpaleru drzew przydrożnych, aby udokumentować porosty różnych środowisk w całej Polsce. Z osobistego doświadczenia, popartego przyjaźnią z innymi miłośnikami porostów, wiem, że osoba zainteresowana biologią i posiadająca minimalną wiedzę wstępną potrafi w ciągu kilku miesięcy nauczyć się rozpoznawać wiele często występujących gatunków, a następnie zacząć bezkrwawe łowy na okazy rzadsze, godne uwagi koneserów. Jest to hobby zdrowe choćby dlatego, że odrywa człowieka od ekranu komputera i wyciąga na regularne wędrówki po lasach i łąkach. Ponadto ćwiczy pamięć i uczy spostrzegawczości (dostrzegamy rzeczy, obok których inni przechodzą, nic nie widząc). Choćbyśmy nie dysponowali profesjonalnym sprzętem fotograficznym, przy odrobinie wprawy nawet zwykłą komórką da się zrobić zdjęcia niezłej jakości (w zbliżeniu lub trybie makro).

Biedronecznik zmienny (Punctelia subrudecta) na korze dębu bezszypułkowego. Odcinki plechy pokryte są białymi kropkami – są to tzw. pseudocyfele, czyli drobne spękania powierzchniowej warstwy strzępków grzyba. Pośrodku plechy widać okrągławe, szorstkie soralia, czyli skupienia urwistków (sorediów), służących do rozmnażania bezpłciowego. Urwistek to grudka tkanki grzyba, w którą opakowane są komórki fotobionta. Przeniesiony przez wiatr lub owada może dać początek nowemu klonowi macierzystego porostu.

Prezentuję dla przykładu kilka gatunków, które sfotografowałem dzisiaj podczas mniej więcej godzinnego spaceru w Puszczy Zielonce, parku krajobrazowym na północny wschód od Poznania. O każdym z nich mógłbym długo opowiadać, ale szczególnej uwadze czytelników polecam biedronecznika zmiennego (Punctelia subrudecta) z ostatniego zdjęcia. Jest to gatunek uchodzący za rzadki. Podlega ochronie ścisłej i figuruje na Czerwonej liście roślin i grzybów Polski. Kiedy znalazłem pierwszy okaz na gałęzi dębu (kilkaset metrów od własnego domu), cieszyłem się jak dziecko. Okazało się jednak, że jest go w okolicy wiele – w lasach i na starych drzewach przydrożnych. Nawet jeśli jest rzeczywiście zagrożony w Polsce, zaręczam, że nie jest rzadkością pod Poznaniem. Ciekaw jestem, czy lichenolodzy są tego świadomi.