Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Мы также обнаружили в образцах зеленоватые округлые микроорганизмы диаметром от 4 до 7 мкм, которые реагировали на магнитное поле подобно бактериям, но двигались и вели себя иначе. В магнитном поле, приблизительно равном по величине геомагнитному, мы не смогли обнаружить у этих микроорганизмов способности ориентироваться. При величине поля свыше 3 Гс траектория их движения имеет вид цилиндри-
Рис. 14.3. Полученная с помощью просвечивающей электронной микроскопии фотография магниточувствительной кокковидной бактерии, обнаруженной в донных осадках из лагуны Родриго-де-Фрейтас.
Рис. 14.4. Электронные микрофотографии, служащие примером нелинейного расположения участков с высокой электронной плотностью в клетках кокковидных бактерий из лагуны Родриго-де-Фрейтас (№ 4 в табл. 14.1). А. Пример L-образной цепочки; Б. Пример S-образной цепочки.
ческой спирали, ориентированной вдоль силовых линий поля, а скорость колеблется от 30 до 100 мкм/с. При использовании большого увеличения (больше 500 х) было видно, что микроорганизмы сосредоточиваются у края капли и вращаются. Вращение прекращалось, когда они выплывали в центр капли или когда величина внешнего магнитного поля была > 500 Гс. Это может быть связано с тем, что энергия магнитного взаимодействия при напряженности магнитного поля < 100 Гс мала по сравнению с энергетическими затратами (биологического происхождения) этих микроорганизмов, обеспечивающими их движение. Движение этих микроорганизмов более плавно и в меньшей степени привязано к силовым линиям магнитного поля по сравнению с движением магниточувствительных бактерий.
В образцах с большим числом этих микроорганизмов мы наблюдали клетки, форма которых варьировала от округлой до грушевидной (веретенообразная форма не встречалась); контур клеток был неровным, с 10—12 гладкими выступами, но без тупых отростков. При окрашивании образцов раствором иода удалось различить чашеобразную структуру, которую мы идентифицировали как хлоропласт, затем центрально расположенный блефаропласт для одиночного жгутика и от четырех до пяти пиреноидов. Эти признаки навели нас иа мысль, что обнаруженные клетки представляют собой магниточувствительную зеленую водоросль, относящуюся к роду Chlamidomonas (Lins de Barros et al., 1981).
При попытке продолжить это исследование мы столкнулись с трудностями двух видов. Нам не удалось выделить и вырастить культуру этих микроорганизмов, а методики обогащения природных образцов еще не разработаны.
На основе многочисленных и длительных оптических наблюдений, а также статистического анализа данных о скорости v и времени т для U-образного поворота мы были вынуждены предположить существование более чем одного типа магниточувствительных организмов, обладающих вышеприведенными признаками. Данные сканирующей электронной микроскопии, насколько можно судить, подтверждают это предположение. Рисунки 14.5 и 14.6 дают представление о морфологии двух из этих микроорганизмов; один из них покрыт множеством микроворсинок, а для другого характерны глобулярные структуры, по спирали опоясывающие сферу. Не исключено, правда, что на двух этих микрофотографиях изображен один и тот же микроорганизм, находящийся на разных стадиях развития (Esquivel et al., 1983).
На рис. 14.7 приведена микрофотография одного из этих шаровидных микроорганизмов, полученная с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Видно большое количество ворсинок на его внешней поверхности, а также около 1500 участков, отличающихся высокой электронной плотностью и образующих небольшие агрегаты, параллельные цепочки или регулярные плоские структуры. Эти участки выглядят очень четко, они имеют правильную, хотя и различную форму, а их размеры колеблются от 400 до 800 А (что укладывается в
Рис. 14.5. Полученная с помощью сканирующего микроскопа микрофотография магниточувствительного микроорганизма (№ 5 в табл. 14.1), обнаруженного в лагуне Родриго-де-Фрейтас. Клетка представляет собой глобулярную структуру, характеризующуюся спиральной упорядоченностью.
предельные значения, характерные для одиночных магнитных доменов магнетита) (Butler, Banerjee, 1975). Предварительные данные по микроанализу этих электроноплотных участков свидетельствуют о присутствии в них железа, причем эти данные сходны с данными химического
Рис. 14.6. Полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография магниточувствительного микроорганизма (№ 5 в табл. 14.1), обнаруженного в том же образце, что и микроорганизм, показанный на рис. 14.5. Обращает на себя внимание множество волокон на поверхности микроорганизма.
анализа магнитосом магниточувствительных бактерий (Towe, Lowenstam, 1967; Balkwill et al., 1980; Towe, Moench, 1981). Вероятно, эти участки содержат какое-то количество магнетита Fe304, образующего специали-
Рис. 14.7. Электронные фотографии фиксированных парами осмия препаратов интактных микроорганизмов, окруженных ворсинками (проба из лагуны Родриго-де-Фрейтас, № 5 в табл. 14.1). А. Многочисленные ворсиики иа внешней поверхности микроорганизма. Б. Отличающиеся высокой электронной плотностью гранулы, содержащие железо.
