Dobrze zorganizowane, niebywale ekspansywne i już dziś gotowe na wszystko

22 sierpnia 2016
Blog szalonych naukowców

memCóż ciekawego może być w sinicach!? Wodę w gęstą żyburę zmienią, inspektor kąpielisko zamknie, a śmiałków czekają skórne wypryski. Kolejne zepsute wakacje…

„Prymitywne organizmy”- napisano o nich bez ogródek w moim podręczniku do biologii. Trudno się z tym nie zgodzić. Gdy wytwory ich aktywności, liczące przeszło 3,5 mld lat stromatolity, wpisywano na listę Światowego Dziedzictwa UNESCO, sinice nawet nie raczyły zjawić się na uroczystej gali i podziękować wspaniałomyślnej ludzkości. I co z tego, że trwałość dzieł tych prostackich budowniczych deklasuje wszystko, cokolwiek i kiedykolwiek stworzył człowiek. Ten przecież posiada mózg, więc i prawo do wielokrotnego się mylenia.

Może i nawet dałoby się sinice jakoś tolerować, ale, do diaska, gdyby sobie siedziały gdzieś cicho! A te panoszą się dumnie i puszą na wszystkich kontynentach i we wszystkich typach wód. A jakie wymagania mają! Jedna taka, Synechococcus lividus, to życzy sobie kąpieli w wodzie o temperaturze od 63°C do 67°C. Przymknie oko na lekką niedokładność, ale biada temu, kto schłodzi ją poniżej 54°C lub podgrzeje powyżej 72°C! Żeby chociaż nagie skały oszczędziły te wstrętne sinice… wręcz przeciwnie, nawet popioły wulkaniczne porastają…. Kto zdrowy na umyśle chciałby mieszkać na podłożu tak piekielnie toksycznym?!

Ale już absolutnym szczytem szczytów jest to, by człowiek najzwyczajniej w świecie zasnąć w spokoju bez sinic nie mógł. No bo przecież wiecie Państwo, że niektóre z nich zupełnie nieproszone wtargnęły w nasze trzewia i postanowiły na stałe w nich zamieszkać? I zdaje się, że wiedzą o nas więcej niż my o nich. Nie dziwi to zresztą, trudno je wszak w tych ciemnościach podejrzeć.

No i ta sinic okropna żarłoczność. Samożywność fotosyntetyczną jeszcze jakoś można przełknąć, w końcu z czegoś muszą żyć. Ale krnąbrne musiały znów się wywyższyć i część z nich wymyśliła sobie specjalne komórki przyswajające azot cząsteczkowy. Kiedy całe fitoplanktonowe towarzystwo zachodzi w głowę, skąd wytrzasnąć kolejne pokłady rozpuszczonych w wodzie nieorganicznych form azotu (na całe szczęście człowiek od czasu do czasu coś tam im spuści), sinice pasą się do woli, śmiejąc się reszcie w twarz. „Ubogi żywi się jak może, a bogaty jako chce”.

A na domiar złego jeszcze te sinic toksyny. Dla jakiegoś perwersyjnego hydrobiologia to pewnie i wisienka na torcie, ale dla normalnego Kowalskiego to nóż w plecy, proszę Państwa! Od jednych można nabawić się wysypki na skórze albo bólu brzucha, od innych można się nawet udusić, jeszcze inne są potencjalnie kancerogenne. Są i takie, które wytępią każdy rodzaj ludzkich komórek, przynajmniej w warunkach in vitro. Taka na przykład cylindrospermopsyna. Dla mających problem z wymową: CY-LIN-DRO-SPER-MO-PSY-NA. To nie jakaś ulepszona wersja enzymu trawiennego pepsyny, ale zwyczajowa nazwa alkaloidu pochodząca od nazwy pierwszego gatunku sinicy, u której odkryto jego produkcję. Nazywa się on Cylindrospermopsis raciborskii, a skojarzenia z synonimem nasienia są tu jak najbardziej na miejscu, bowiem to właśnie znaczy z greki słowo „spermum”. A komórki przetrwalnikowe tej sinicy, tzw. akinety, mają kształt cylindryczny. Ot, cała tajemnica.

Dzięki akinetom niektóre z tych nieznośnych sinic mogą przetrzymać niekorzystny czas, a gdy tylko odmieni się los – odtworzyć z nich komórki wegetatywne. Zwalczanie sinic nie należy zatem do spraw łatwych. Wiedzą o tym od rekultywacji spece, którzy od lat rwą na głowie sobie włosy wymyślając coraz to bardziej zmyślne sposoby upodlania im życia. Może czas by się pogodzić? Nie było nas, był las… A ku ścisłości, sinice były tu, zanim las przyszedł Królowej Ewolucji choćby na myśl.

Pal licho, jedną taką sinice to jeszcze da się jakoś znieść. Słucham? Proszę? Że co? Że bractwa tego z talentem produkcji cylindrospermopsyny jest więcej? Tak, proszę Państwa. Na tyle dużo, że toksynę tę wykryto w wodach powierzchniowych Ameryki Południowej i Północnej, Azji, Australii, Europy czy niedawno Antarktydy, a pewnie kwestią czasu i intensywności badań naukowych jest jej stwierdzenie na kontynencie afrykańskim. Ostatnio doniesiono, że i niektóre sinice zamieszkałe w glebie mogą ją wytwarzać. Strzeżcie się boso po ziemi stąpający celebryci!

Na miłość boską, ale po co w ogóle sinicom te toksyny?! Czyżby wzięły sobie za cel swoich działań kontrolę liczebności populacji ludzkiej? No cóż, chyba jednak nie, bo zaprawdę nigdy nie spotkałem sinic czyhających na ludzkie życie – co najwyżej sytuację odwrotną. Może to więc jakieś związki sygnalizujące, takie prokariotyczne świece dymne? A może substancje zniechęcające potencjalnych konsumentów? A może, a może… głowią się różni badacze. Polecam – czas upływa milej na takich rozważaniach. I w nosie mam czy mają jakąś wartość aplikacyjną i czy warto je finansować z ministerialnego budżetu. Wybieram chłopięcą ciekawość. Jej niestraszna żadna przeszkoda.

Co zatem z tą cylindrospermopsyną? Ustalono, że w przeciwieństwie do wielu innych sinicowych metabolitów jest dosyć odporna na degradację, dobrze rozpuszczalna w wodzie i wydzielana przez żywe komórki sinic. Czyżby miałby to być jakiś ordynarny ekskrement, niepotrzebny produkt przemiany materii? A skądże, Panie Kochany. Za biosyntezę, regulację i transport cylindrospermopsyny odpowiada aż 15 genów. Wystarczy, by w sinicowym świecie nadać jej funkcji odpowiednio wysoką rangę. Po co więc tak chętnie się jej pozbywają?

Odpowiedź zdaje się tkwić w organizmach, które towarzyszą radosnym producentom tego związku. I wcale nie rozchodzi się o drobne skorupiaczki, które przypadkiem wpadły na pomysł skosztowania podłużnych sinicowych nici. Cylindrospermopsyna może być dla nich toksyczna, ale w stężeniach znacznie wyższych niż stwierdzane w środowisku naturalnym. „Uff…” – odetchnęły z ulgą dafnie. W przeciwieństwie do fitoplanktonu, bo to właśnie z nim cylindrospermopsyna wyczyniać może istne cuda. Pod jej wpływem takie przykładowo zielenice, dumni posiadacze jądra komórkowego i chloroplastów, zachowują się tak jakby właśnie zabrano im spod nosa cały biodostępny fosfor, co w rzeczywistości wcale nie musi mieć miejsca. Wyprowadzone na manowce, podejmują walkę z rzekomym głodem fosforu, nie przebierają w środkach, chwytają się ostatniej deski ratunku, produkują i wydzielają enzym zwany alkaliczną fosfatazą. To dla nich ogromny wysiłek, marzenia o podziale muszą więc przełożyć na inny termin. Alkaliczna fosfataza działa znakomicie – odłącza grupy fosforanowe z organicznych związków, zwiększając biologicznie czynną pulę fosforu.

No cacy, czyżby zielenice uratowane? A skądże znowu! Korzysta na tym tylko sinicowy tyran. Gdy skrzętnie pracowały dla niego zielenice, podkręcił sobie do maksimum wydajność systemu odpowiadającego za pobieranie fosforu. Azotem się nie martwi, prawda? W końcu potrafi przyswajać go w formie cząsteczkowej, o czym reszta fitoplanktonu może jedynie pomarzyć. Wycieńczona zielenica jest tu tylko pionkiem w jego grze, oszukanym i zniewolonym. To wykalkulowana strategia – produkcja cylindrospermopsyny kosztuje sinice mniej niż zabawa w wydzielanie alkalicznej fosfatazy. Cóż za perfidia tkwi w tym ujarzmieniu – na samą myśl przebiega mnie słodki dreszcz wspomnień moich byłych życiowych partnerek… To nie ja byłem wtedy sinicą.

Okazuje się, że ten zniewalający mechanizm producenci cylindrospermopsyny mogą wykorzystywać również w konkurowaniu z krewniaczymi sinicami, które nie posiadły mocy jej syntezy. Te jednak mogą produkować inne, bardzo intrygujące związki bądź przejawiać szczególne cechy adaptacyjne, ale… o tym następnym razem. Od nadmiaru sinicowej indoktrynacji jeszcze gotów rozboleć Czytelnika głowa.

Jakim cudem te sinicowe prymitywy stały się tak wyspecjalizowane w wyścigu zbrojeń? Przecież, do diaska, nawet jądra komórkowego nie mają! Karalusze przechwałki czas między bajki włożyć. Już wiadomo: zagładę nuklearną przeżyją tylko sinice i… Keith Richards.

Piotr Rzymski*

* Literaturę przedmiotu wszystkim fascynatom sinic autor z rozkoszą udostępni.

Ilustracja: mem na bazie kadru z filmu „Toys story” (1995), licencja CC BY-SA 2.0