Wykwit zmienny czyli opowieść o śluzowcach

Zobaczyłem to coś na złamanym pniu drzewa, jakieś dwa metry nad powierzchnią gruntu, gdy rozglądałem się za chruścikami i innymi owadami wodnymi w rzece Skrwie Lewej. Bo jest i Skrwa Prawa. Skoro są dwie Skrwy w bliskim sąsiedztwie to trzeba je jakoś rozróżniać - w tym przypadku względem rzeki Wisły, do której obie wpadają. Słoneczny dzień ale w lesie przyjemny cień. Na początku pomyślałem, że to taka niezwykle piękna gra światła. Ale byłaby za intensywnie żółta ta plama świetlna. W następnej sekundzie pomyślałem, że to może porost. Ale kształt i położenie nie za bardzo pasowały do żółtych porostów. Grzyb? Też nie. Tak wyglądać może tylko śluzowiec. Niezwykły organizm, który przekracza wszelkie granice i trudno go jednoznacznie zaklasyfikować w systemie życia. Może dlatego, że śluzowce są organizmami archaicznymi, pochodzącymi z czasów, gdy dopiero powstawały wielokomórkowce i rodziło się rozmnażanie płciowe?
Wykwit zmienny, zwany także wykwitem piankowatym (Fuligo septica) - bo to ten gatunek spotkałem i uwieczniłem na zdjęciu - niby niepozorny organizm ale jakże interesujący. Jako przedstawiciel śluzowców jest znakomitym obiektem do opowieści o historii nauki, historii życia i ewolucji a także procesów ekologicznych, obecnie zachodzących na Ziemi. W nazwie ma coś z rośliny - wykwita jak jakiś kwiat (inna nazwa - śluzorośla, także w jakimś stopniu nawiązuje do roślin, ponadto tworzy zarodniki). Ale z roślinami nie ma nic wspólnego. A przynajmniej nie więcej niż ze zwierzętami czy grzybami. Zastanawiam się dlaczego wykwit piankowaty jest tak pięknie, jaskrawo żółty? Jaki jest sens biologiczny takiego ubarwienia? Kogo i dlaczego zwabia lub może odstrasza (ostrzega)? Wiele śluzowców jest kolorowych. Ale dlaczego? Muszę poszukać odpowiedzi na to intrygujące pytanie. Bo przecież w przyrodzie wszystko ma jakiś sens.

Śluzowce przez swoją archaiczność długo sprawiały (i sprawiają nadal) naukowcom kłopot z klasyfikacją (ułożeniem w taksonomicznych przegródkach). Powstały na ziemi jakieś 600 milionów lat temu, choć niektórzy twierdzą, że są dwa razy starsze. Być może są pierwszymi organizmami lądowymi Ziemi. Kiedy rodziła się nowożytna nauka przyrodnicza, śluzowce zaliczono do grzybów. I teraz przeciętny spacerowicz leśny uzna je za grzyby. Tak więc, uznając podobieństwo w formie i wyglądzie do grzybów, na początku śluzowce nazwano Myxomycetes („śluzo-grzyby”). Klasyfikacja śluzowców zmieniała się nie tylko dlatego, że o tych organizmach wiedzieliśmy coraz więcej. Nauka jest systemem całościowym. Wraz z poszerzaniem wiedzy o organizmach żywych inaczej umieszczano śluzowce bo całość naszej wiedzy inaczej była porządkowana. Systematyka jest tylko odzwierciedla zmiany całego systemu naszej wiedzy o organizmach żywych. Tak więc zmiany w klasyfikacji oddają historię nauki. Dostępne książki i artykuły pisane były w różnym czasie, dlatego każdy z łatwością znajdzie różne podejścia i różne klasyfikacje: starsze i nowsze. Ta różnorodność podejść i klasyfikacji może początkującego miłośnika przyrody nieco zdezorientować.

Dawno temu ludzie dzieli organizmy jedynie na rośliny i zwierzęta. Ruchliwe były zwierzęta a nieruchome były rośliny. Wtedy śluzowce (śluzorośla), wraz z grzybami, uważane były za rośliny (ślad tego jest w nazwie z końcówką -rośla - język jak geny, zostawia różne ślady). Z przyczyn historycznych w podręcznikach śluzowce umieszczane były jako klasa roślin zarodnikowych, a w szczególności grzybów. Postępy w poznawaniu świata ożywionego spowodowały wydzielenie trzeciego królestwa - grzybów. I wtedy śluzowce były grzybami (bo najbardziej je przypominały a do dzisiaj śluzowce znajdziemy w książkach dla grzybiarzy). Dzięki kolejnym obserwacjom cyklu życiowego i budowy tych organizmów, naukowcy stwierdzili, że śluzowce z grzybami nie mają wiele wspólnego. Więcej podobieństw dopatrzono się ze zwierzętami (w czasach, gdy do zwierząt zaliczano także pierwotniaki czyli "pierwotne" zwierzęta) i umieszczono śluzowce wśród prymitywnych organizmów nibyzwierzęcych, nadając im nazwę Mycetozoa („śluzozwierz”). Wraz z rozwojem wiedzy przyrodniczej i lepszym poznaniu pierwotniaków (organizmów jednokomórkowych), zaczęto wskazywać na podobieństwo do pierwotniaków, dlatego włączane były do grupy Amoebozoa. Gdy wiedza naukowa wyróżniła jednokomórkowe pierwotniaki (Protista) to i tam znalazły się śluzowce. Przemawiało za tym występowanie form ruchomych (myksoameb i myksopełzaków) oraz odżywianie się poprzez fagocytozę. Jeszcze w końcu XX wieku śluzowce wydzielane były w obrębie królestwa Protista w randze typu Myxomycota i umieszczane wraz z lęgniowcami (Oomycota) w umownej grupie "protistów grzybopodobnych" (protisty to pierwotniaki). W kolejnych latach, wraz z poszerzaniem ludzkiej wiedzy o organizmach żywych, śluzowce razem z amebami umieszczane były w typie pełzakowców (Amebozoa). Ale gdzie naukowców wielu to i opinii wiele: śluzowce umiejscawiane były w królestwie Protista w różnych jego miejscach. Wyróżnienie bakterii i dostrzeżenie różnic w budowie jądra komórkowego (lub jego braku), pozwoliło podzielić organizmy na Prokariota i Eukariota. Śluzowce niewątpliwie należą do eukariontów. Współcześnie uważa się, że śluzowce stanowią odrębną i wyjątkową grupę organizmów żywych, dlatego nie można jej połączyć jej z innymi grupami, takimi jak zwierzęta, rośliny, grzyby czy pierwotniakami.

Śluzowce, zwane także śluzoroślami, noszą nazwę taksonomiczną Eumycetozoa, włączaną do grupy Amoebozoa i są eukariontami (to jedno jest pewne i bezdyskusyjne). A że wiedza stale się rozwija i w dyskusji naukowej pojawiają się nowe propozycje, zatem i taka klasyfikacja może ulec zmianie. Bo pozycja systematyczna śluzowców uzależniona jest od wiedzy jako całości (w tym i nowych teorii). Niezwykła i nieszablonowa biologia śluzowców powoduje, że niektórzy naukowcy optują za wydzieleniem śluzowców w osobne królestwo. Chciałoby się zakrzyknąć "niepodległość dla śluzowców! Chyba nie są grupą jednolitą, bo wydziela się osobno akrazje (łańcuszkorośla). Możliwe, że zostaną uznane za grupę polifiletyczną, czyli śluzowcowy stan organizacji mogły osiągnąć organizmy żywe więcej niż raz i różnymi drogami. Są jednokomórkowcami, przynajmniej w części swojego cyklu życiowego. Ale łączą się i tworzą duży organizm, prawie jak wielokomórkowiec. Można powiedzieć, że zamarły w dawnej ewolucji powstawania organizmów wielokomórkowych. Jak to się stało, że na Ziemi przetrwały tak pierwotne (w dawnym języku powiedzielibyśmy prymitywne) organizmy? Kiedy wokół tyle zaawansowanych ewolucyjnie i morfologicznie gatunków?

Obecnie żyje na Ziemi kilkaset gatunków śluzowców, są to gatunki kosmopolityczne. Nie mają części twardych (kości, muszli itd.) - trudno zatem spodziewać się skamieniałości. Być może są pierwszymi organizmami, które wyszły na ląd. Ale nie zostawiły śladów w postaci skamieniałości. Możliwe, że w dawnych erach było wśród śluzowców wiele gatunków wyspecjalizowanych. Ale kolejne zmiany środowiska i liczne katastrofy zbierały żniwo w postaci wymierania przede wszystkim gatunków wyspecjalizowanych. W czasach katastrof i wielkich zmian oportuniści ekologiczni radzą sobie lepiej niż specjaliści.

Śluzowce żywią się bakteriami, grzybami (nieraz pochłaniają całe owocniki grzybów), pierwotniakami. A więc małymi organizmami. W pierwszym etapie kolonizowania nieprzyjaznego lądu najpewniej prowadziły glebowy tryb życia. Tylko tu było wilgotno i tylko tu znajdował się pokarm. Jednokomórkowa faza życia wydaje się więc dobrym przystosowaniem do takiego środowiska (przeciskania się między ziarnami piasku i materii organicznej w glebie). "Zbieranie się razem" w większy organizm to kolejna faza życia. Jej efektem jest tworzenie zarodników. W jakimś sensie krótkotrwały epizod życia na nieprzyjaznym lądzie. Okres ewolucyjny gdy powstawało rozmnażanie i przemiana pokoleń: diploidalnego i haploidalnego. Głównym sensem biologicznym takiego rozmnażania jest przede wszystkim rekombinacja materiału genetycznego. A dodatkowo zarodniki to stadia przetrwalnikowe.

Stadium wegetatywne śluzowców stanowi wielojądrowa śluźnia, która pełza za pomocą nibynóżek. Porusza się w sposób skoordynowany, reaguje na bodźce (chemotaksja, fototaksja i termotaksja). Można powiedzieć, że najbardziej pierwotne sposoby komunikacji w terenie. Żywią się bakteriami, grzybami (nieraz pochłaniają całe owocniki grzybów), pierwotniakami.

Śluzowce są bez wątpienia archaiczną grupą, sięgającą początków powstania życia na Ziemi (przypuszcza się, że powstały nawet 1,5 miliarda lat temu) i czasu ewolucyjnego powstawiania wielokomórkowców. Są swoistą żywą skamieniałością, pozwalającą ciągle zastanawiać się nad istotą życia i krętymi ścieżkami ewolucji, w tym powstania wielokomórkowców.

Ich archaiczność widoczna jest w cyklu życiowym, który jest złożony. Wytwarzają zarodniki. Z kiełkujących haploidalnych (posiadających pojedynczy garnitur chromosomów) zarodników powstają przypominające ameby pełzaki lub opatrzone wiciami pływki, przypominające wiciowce (jest to jeden z argumentów, sugerujących polifiletyczność śluzowców). Pływki z czasem mogą odrzucać wici i przekształcać się w pełzaki. Następnie twory te zlewają się parami i powstaje diploidalny (o podwójnym garniturze chromosomów) pełzak, stanowiący początek śluźni. Na tym etapie śluzowce są organizmami zbyt małymi, by dostrzec je bez mikroskopu. Żyją gdzieś w glebie lub innym podłożu, chodzimy obok nich i nie dostrzegamy. W dalszym okresie życia śluźnia zaczyna się powiększać na dwa sposoby. Z jednej strony odżywia się i rośnie, z drugiej zaś, jeśli różne śluźnie tego samego gatunku spotkają się, zlewają się, tworząc jeden, większy organizm. Rozrost przez integrację. Śluźnia w zasadzie jest pojedynczą komórką, zawierającą jednak wiele jąder komórkowych. Taki twór nazywany jest komórczakiem. Komórczakami, oprócz śluzowców jest również większość grzybów. Śluźnia nie wytwarza żadnych zewnętrznych osłon – jest to nagi protoplast, obdarzony zdolnością ruchu. Może tworzyć formy przetrwalnikowe (sklerota) lub formuje zarodnie. Ich sporangia mogą przypominać owocniki grzybów. Są jednak niewielkie, od kilku milimetrów do 1-2 cm.

W okresie rozrastania śluźnia rozwija się w miejscach wilgotnych i wykazuje chemotaksję dodatnią w kierunku wody. Zwykle występuje w miejscach zacienionych, unika światła (fototaksja ujemna). Gdy przygotowuje się do wytworzenia zarodni, przemieszcza się w miejsca suche na powierzchni podłoża (fototaksja dodatnia), unikając jednak miejsc silnie nasłonecznionych. Wyjątek stanowi opisywany wykwit zmienny (Fuligo septica), który wpełza się na gałązki, powierzchnie liści czy tak jak ten na zamieszczonym zdjęciu wyżej, na pnie drzew. Tworzenie zarodni następuje pod wpływem czynników stresujących: wyczerpanie składników pokarmowych, spadek temperatury, zmiany w nasłonecznieniu. Z jednej strony powstają przetrwalnikowe zarodniki (haploidalne, w wyniku mejozy), z drugiej zamykany jest cykl rekombinacji materiału genetycznego, jakże ważny dla procesów ewolucyjnych.

Śluzowce, w tym nasz bohater czyli wykwit zmienny, są zjadane przez owady (zwłaszcza chrząszcze) oraz grzyby. Ale i człowiek kulinarnie odnosi się do śluzowców. W niektórych krajach spożywa się smażone śluzowce, tworzące duże śluźnie, np. w Meksyku smażona śluźnia Fuligo septica (nasz wykwit zmienny) uważana jest za przysmak. Człowiek zjeść może wszystko.

Ale powróćmy do naszego bohatera, uwiecznionego na zdjęciu. Wykwit zmienny, wykwit piankowaty (Fuligo septica) to jeden z najpospolitszych u nas śluzowców. Pojawia się w lasach i parkach przez cały sezon wegetacyjny, na próchniejącym drewnie i korze różnych drzew, na ściółce, mchach porastających kłody itd. Jako że nie jest jadalny przez człowieka (w europejskim mniemaniu), to grzybiarze nie zwracają zazwyczaj na nie go uwagi. Gołym okiem dostrzegamy jego żółtawe zrosłozarodnie czyli fazę życia „grupowego”. W stadium życia jednokomórkowego spędzają życie samotnicze, zajmują się tylko funkcjami troficznymi (odżywianie, chociaż nie do końca, o czym za chwilę). Ale gdy poczują „wolę Bożą”, to ciągnie je do wspólnoty, „by wespół zespół by żądz móc wzmóc”.

W życiu śluzowca najpierw jest haploidalny zarodnik (dla przypomnienia u człowieka haploidalna jest komórka jajowa i plemnik). Do wykiełkowania (a więc podobieństwo do roślin i kiełkowania nasion) zarodnik potrzebuje wilgoci i ciepła. U części gatunków, wydostający się z zarodnika, protoplast przyjmuje postać amebopodobnego pełzaka, u innych powstaje opatrzona wicią pływka (można więc powiedzieć, że pływa a nie chodzi), która dopiero po pewnym czasie przekształca się w pełzaka (sporo tych dziwnych terminów biologicznych ale bez tego się nie da opowiedzieć niezwykłego życia śluzowców). To właśnie faza pełzaka powodowała zaliczanie śluzowców do pierwotniaków, w szczególności do ameb.

Pełzaki nie zajmują się tylko jedzeniem, ale im i zapłodnienie „w głowie” (pomijając fakt, że głowy nie mają): łączą się po dwie (ciekawe czy można wyróżnić u nich płcie, skoro komórki są wielkościowo niezróżnicowane?) a ich jądra zlewają się, tworząc diploidalnego pełzaka. Też pełzak ale z podwójną ilością materiału genetycznego. Niby taki sam ale całkiem inny. W stanie odmiennym? Może więc to od tego momentu należałoby rozpoczynać opowieść o cyklu życiowym śluzowców? W każdym razie rozpoczyna się nowy etap życia śluzowca – faza śluźni (plasmodium). Początkowo śluźnia niewiele różni się od pełzaka, jest tylko trochę większa (bo jak tu nie być większym kiedy dwie komórki się połączyły?), śluźnia jest bardziej ruchliwa i ma nibynóżki. Za ich pomocą potrafi poruszać się po podłożu. I taka śluźnia „chodzi sobie” i się dalej odżywia (zjada bakterie, glony, pierwotniaki, mikroskopijne grzyby), rośnie, a jądra komórkowe ulegają podziałom. Gdy śluźnie tego samego gatunku spotykają się, to zlewają się tworząc coraz większy organizm. Coraz większa integracja (bo w kupie siła?). Funkcjonalnie jest to cały czas jedna komórka lecz zawierająca wiele jąder komórkowych (biolodzy nazywają to komórczakiem, znane także u niektórych glonów i pierwotniaków).

Tempo przemieszczania się śluźni nie jest może nadzwyczajne – maksymalnie pół centymetra na godzinę. Chodzi tak sobie po lesie, unikając światła i wybierając wilgoć, kilka dni albo kilka tygodni. Jak już tak się „nachodzi”, porozmyśla o sensie życia (mózgu nie ma, ale my chodząc po lesie rozmyślamy, więc niech będzie jakaś analogia), to następuje czas rozmnażania-zarodnikowania. W zasadzie chodzi o pomnażanie bo nie ma rekombinacji materiału genetycznego (prof. Bohr trafnie rozróżniał pomnażanie od rozmnażania). Bodźcem do formowania zarodni często jest brak pokarmu w środowisku. Ale stymulatorem może być także temperatura czy odczyn pH podłoża. Najczęściej do tworzenia zarodni wymagane jest światło, dotyczy to zwłaszcza śluźni o kolorach żółtych – tak jak u wykwitu zmiennego (ilustracja na fotografii wyżej). Po okresie życia w ciemności lub przynajmniej cienia, dla odmiany szuka sobie światła. Wtedy śluzowce szukają miejsca suchszego i widnego. Wpełzają na różne podwyższenia, pną się do góry. Można jeszcze powiedzieć, że z wyższego miejsca lepiej rozsiewają się zarodniki, ma więc to znaczenie przy dyspersji. Śluźnia przestaje się wtedy odżywiać (a czy i my w okresie amorów nie zapominamy o jedzeniu?) i rozpoczyna się proces formowania zarodni. A w zarodniach powstają zarodniki i cykl życiowy się zamyka.

Dopiero po zarodni można rozpoznać gatunek śluzowca (a my dostrzegamy "grzyba"). Najczęściej zarodnie oddzielone są od podłoża cienką warstwą resztek śluźni i substancji odrzuconych przez organizm, zwaną leżnią.

Dlaczego wykwit zmienny w tym stadium jest intensywnie żółty i widoczny? Czy ma być widoczny np. dla owadów, żeby go znalazły, odżywiały się nim i przy okazji roznosiły zarodniki? Byłoby to jakieś funkcjonalne podobieństwo to kwiatów roślin naczyniowych. A może jaskrawy kolor ma ostrzegać, że jest niejadalny (trujący)? Jeśli uznać, że śluzowce należały do pierwszych organizmów lądowych, to przecież wtedy nie było ani owadów, mogących roznosić zarodniki, ani konsumentów, których należało odstraszać ostrzegawczym kolorem. Jakie więc były najdawniejsze śluzowce? Czy były kolorowe? A może jaskrawe barwy to efekt koewolucji np. z owadami, trwającej już wiele milionów lat?

Mały, niepozorny śluzowiec a tyle pytań i ogromnie dużo kwestii do przemyślenia. Polecam poszukać ich na najbliższym spacerze w lesie lub parku. Rozglądajcie się za śluzowcami i włączcie się do dyskusji na jakże zawiłymi kwestiami, dotyczącymi filogenezy, ewolucji życia, sukcesji ekologicznej oraz historii nauki.

Stanisław Czachorowski

Czytaj także: Chodzące grzyby (z dygresjami walentynkowymi)