Направленные движения одноклеточных организмов, а также отдельных клеток, входящих в состав многоклеточных организмов, и внутриклеточных частей под влиянием различных факторов (раздражителей) называют таксисами (от греческого слова taxis — порядок, расположение).
Эти движения могут быть как по направлению к раздражителю — положительный таксис, так и от него — отрицательный. Те раздражители, которые привлекают к себе, называются аттрактантами (от латинского слова attraxo — притягиваю), а раздражители, от которых отдаляются, — репеллентами (от латинского слова repellо — отталкиваю, отгоняю). Различают и движения, не ориентированные по отношению к источнику раздражения.
Если раздражителем является свет, то движение носит название фототаксис, если химическое вещество — хемотаксис, температура — термотаксис, повреждение — травмо-таксис, электрический ток — гальванотаксис, сила земного притяжения — геотаксис и т. д.
Один и тот же раздражитель для одних видов может быть аттрактантом, а для других — репеллентом. Так, одноклеточная эвглена всегда двигается к источнику света, а инфузория трубач — от него.
Таксис может зависеть от интенсивности раздражителя. Например, фототаксис при слабой интенсивности света может быть положительным, при значительной — отрицательным, а при средней — и вовсе не проявляться. Отрицательный гальванотаксис (когда движение идет в сторону катода) у инфузории туфельки при возрастании силы тока сменяется на положительный. И совсем сложно определить, какой термотаксис у этой инфузории. Если туфелек поместить в горизонтальную трубку, вдоль которой имеется перепад температуры от +40°С на одном ее конце до +15°С на другом, то через некоторое время все инфузории скопятся в том месте трубки, где температура +26°, +27°С. Здесь для них, видимо, самые благоприятные условия: ни жарко, ни холодно.
Благодаря таксисам одноклеточные организмы отыскивают пищу, находят места с более благоприятными условиями обитания, а также находят особей своего вида и избегают вредоносных воздействий.
Из внутриклеточных таксисов лучше всего изучен фототаксис хлоропластов в клетках листа растения. В них содержится пигмент хлорофилл, благодаря которому на свету идет фотосинтез. Обычно в листьях, находящихся в темноте, хлоропласты расположены более или менее равномерно вдоль всех стенок клетки. На умеренном свету они перемещаются к стенкам, перпендикулярным к падающему свету. Этим достигается максимальная освещенность хлоропластов. При значительном повышении яркости света хлоропласты переходят на стенки, стоящие параллельно лучу света, и их освещенная поверхность сводится к минимуму. Биологическая значимость фототаксиса хлоропластов очевидна.
Пример таксиса отдельных клеток многоклеточного организма — хемотаксис лейкоцитов (белых кровяных клеток). Под влиянием ат-трактантов, образующихся при воспалении, они передвигаются к месту воспалительного процесса, где участвуют в захватывании и переваривании болезнетворных микробов и остатков погибших здесь клеток (см. Фагоцитоз). Благодаря киносъемке удалось определить: если в кадре находится неподвижный лейкоцит и в это время вносится какой-нибудь аттрактант, то у лейкоцита сразу начинают появляться выросты — ложноножки, с помощью которых он передвигается. Причем возникают они на стороне, обращенной к аттрак-танту. Значит, лейкоцит обнаруживает разницу в концентрации аттрактанта по обе стороны своего тела, т. е. на расстоянии около 8 мкм. Это пространственный принцип определения разницы концентрации вещества. Доказано, что у лейкоцитов имеются особые чувствительные центры, которые реагируют на продукты выделения микробов.
Иной механизм хемотаксиса у бактерий, который помогает им находить пищу и спасаться от вредоносных химических компонентов среды обитания. Они как бы сравнивают концентрацию вещества в данный момент с той, которая была несколько раньше. Это временной принцип. Различными опытами с использованием биохимических и генетических методов установлено, что и у бактериальной клетки имеются чувствительные для хемотаксических веществ центры. Поскольку бактерии различают изменение концентрации вещества во времени, значит, они «запоминают» ее. Возможно, что изучение хемотаксисов бактерий поможет установить механизмы памяти.
