Пикозоа – загадочное, малоизученное явление нашего времени. Достаточно долгий период ученые мира причисляли этот организм к водорослям, и лишь относительно недавно стало известно о том, что, на самом деле, это живой организм, который проживает на дне океанов.

Как обнаружили?

В конце 1990-х годов ученые обнаружили организмы, родство которых не подходило известным эукариотическим группам. Проведенные эксперименты и исследования помогли установить наличие очень маленьких клеток (до 5 мкм), которые демонстрировали оранжевую автофлуоресценцию.

Пример автофлуоресценции

Данное свечение может указывать на наличие у организма фикобилиновых пигментов (обычно они встречаются у сине-зеленых и красных водорослей и в пластидах глаукофитов). При окрашивании ДНК пикозоа интеркалирующими флуоресцентными агентами ученые обнаружили ДНК-содержащую органеллу, которая напоминала пластиду с нуклеоморфом. Нуклеоморф – это остаточное ядро от деятельности красных или синих водорослей, которые являются вторичными эндосимбионтами. Иначе говоря, это результат положительной деятельности организма на другом организме-хозяине. Собрав данные, ученые пришли к выводу, что перед ними представитель группы фитопланктона с наличием фотосинтезирующих пластид, организованных по типу хлоропластов криптофитовых водорослей, и обладающих нуклеоморфом. Организму было присвоено название «Picobiliphyta».

А водоросли ли?

Открытие новой группы водорослей привлекло большое внимание, что позволило провести более подробные и крупные исследования.  В ходе них ученые поставили под вопрос фотосинтетическую природу организмов. Присутствие Picobiliphyta обнаружили в Атлантике, Средиземном море, у берегов Шотландии, Аляски и Норвегии – организм оказался распространен по всему миру. Собранные данные помогли разделить вид на три разные группы (BP1, BP2 и BP3). Установленные закономерности подтвердили монофилию у группы BP2 и опровергли ее у BP1 и BP3. Это позволяет предполагать, что их можно разделить на более мелкие клады. Но главным результатом исследований стало отсутствие у этих двух групп нуклеоморфа. Это проверили также как и при первом изучении: наблюдением клеток после FISH и окрашивания ДНК, которое не выявило ДНК в клеточной области, показывающей фибобилиноподобную флуоресценцию. Ученые пришли к выводу, что понимание природы Picobiliphyta требует ультраструктурных, молекулярно-филогенетических и геномных исследований.

В 2011 группа ученых из Исследовательского института аквариумов Монтерейского залива, Университета Далхаузи и Музея естественной истории в Лондоне предположила, что  гипотеза о о том, что Picobiliphyta являются фотосинтезирующими, была ложной. Они указали, что «...блифиты, вероятно, не обязательны фотоавтотрофны, а, скорее, факультативные миксотрофы или фаготрофы, в результате чего временное обнаружение оранжевой флуоресценции может представлять собой поглощенные объекты добычи».

Окончательным доказательством того, что Picobiliphyta - гетеротроф, 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. Так, появился пикозоа – организм, живущий на дне океанов.

Picomonas judraskeda

Пикозоа под микроскопом

Размер пикозоа составляет около 3 микрометров. Строение данных организмов уникально и не имеет аналогов среди прочих эукариот. Сама клетка разделена глубокой щелевидной впадиной на две части, которые сильно отличаются 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.

3D реконструкция строения клетки Picomonas judraskeda. 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.

Интересно и наблюдение за тем, как пикозоа передвигается. Ученые описали целый цикл движений: «jump, drag, and skedaddle» (дословный перевод — прыжок, волочение и улепетывание)». Сначала клетка находится в периоде покоя, затем делает резкий рывок вперед и переходит к плавному движению в другом направлении. Далее цикл возобновляется.