WhatsAppRedditShareEmailTweetPin0 Shares
У мастацкай літаратуры зомбі - гэта мёртвая істота, якая тэхнічна не з'яўляецца мёртвым. Гэта супярэчыць навуцы, таму што нельга быць адначасова мёртвым і хадзіць, таму нам даводзіцца адкінуць скептыцызм і прыняць ідэю аб тым, што нешта нейкім чынам ажывіла труп і дазволіла яму функцыянаваць.
У рэальным жыцці межы паміж жыццём і смерцю размытыя. Усе мы чулі пра мурашкі-зомбі і іншых насякомых, заражаных грыбком, які забівае іх, але дазваляе ім працягваць рухацца. Але гэта не адзінае, пра што трэба ведаць. Крыптабіёз балансуе на мяжы жыцця і смерці і робіць сітуацыю вельмі заблытанай, калі ў вас занадта шмат прадузятых уяўленняў аб тым, што азначаюць жыццё і смерць.
Група навукоўцаў, якія праводзілі бурэнне недалёка ад Антарктыды, выявіла ў лёдзе, з якога бралі ўзоры, старажытны мох, якому было 1500 гадоў. Усё, што знаходзіцца ў лёдзе 1500 гадоў, мёртва, праўда? Не ўсё.
У ледзяных адкладах узростам ад 100 000 да 8 мільёнаў гадоў былі выяўлены аднаклетачныя арганізмы, такія як бактэрыі. Гэтыя бактэрыі ажылі і працягнулі расці, хоць, магчыма, не так актыўна, як больш свежыя.
Але знойдзены мох аказаўся значна складанейшым за бактэрыі. Гэта быў мнагаклетачны арганізм. Тым не менш, камандзе ўдалося яго ажывіць. Ён зноў пачаў расці, усяляючы надзею на тое, што і больш старажытныя імхі, узрост якіх можа дасягаць 6000 гадоў, таксама могуць быць адроджаны.
Гэта прыклад крыптабіёзу. Стан крайняй бяздзейнасці або анабіёзу, пры якім практычна ўсе метабалічныя функцыі арганізма спыняюцца. Звычайна гэта адбываецца з-за вельмі неспрыяльных умоў, напрыклад замарожвання ў Антарктыдзе, і з'яўляецца апошняй спробай захаваць жыццё арганізму. І ў некаторых выпадках гэта можа спрацаваць у самых экстрэмальных умовах на працягу вельмі доўгага часу.
Як гэта працуе?
Як мы ўжо згадвалі, замарожванне патэнцыйна можа прывесці да стану крыптабіёзу, але гэта далёка не адзіная яго прычына. Напрыклад, вы калі-небудзь спрабавалі марскіх малпачак? Марскія малпачкі - гэта рачкі Арцемій, а той маленькі пакуначак з парашком, які вы дадаеце ў ваду і размешваеце, ператвараючы яго ў марскіх малпачак, - гэта абязводжаныя яйкі Арцемій.
Яйкі Арцемій надзвычай устойлівыя і могуць вытрымліваць крыптабіязы пры высыханні, ва ўмовах экстрэмальна салёнага асяроддзя або ў асяроддзі, цалкам пазбаўленай кіслароду.
Такія арганізмы, як калаўроткі, ціхаходкі, насенне, некаторыя віды рыбінай ікры і дрожджы, у той ці іншай форме падвяргаюцца крыптабіёзу. Нават некаторыя казуркі могуць яго перажыць.
У норме любы жывы арганізм мае які-небудзь метабалізм, неабходны для выжывання. Яму трэба вырабляць энергію хімічным шляхам: фотасінтэз, страваванне ці нешта падобнае. Але пры крыптабіязе метабалізм фактычна спыняецца, таму арганізму больш не патрэбна гэтая энергія для выжывання датуль, пакуль умовы не стануць больш спрыяльнымі для жыцця і ён не зможа адрадзіцца.
Для таго каб арганізм змог аднавіцца, павінны быць выкананы ідэальныя ўмовы, як, напрыклад, калі вы змяшчаеце ікру Арцемій ў ваду, каб вылупіць марскіх малпачак. Калі ўмовы ніколі не паляпшаюцца, арганізм можа загінуць. Не ўсе з іх могуць жыць так доўга, як той мох у лёдзе. Некаторыя могуць пражыць месяцы, некаторыя нават некалькі гадоў, але рэдка якія складаныя арганізмы жывуць даўжэй за гэта. Напрыклад, крэветкі-харты могуць пражыць 25 гадоў у крыптабіязе. А ціхаходкі? Яны яшчэ больш дзіўныя.
Выжыванне ціхаходак
Ціхаходкі - адны з самых дзіўных істот на Зямлі. Яны здольныя выжываць у самых экстрэмальных умовах, і збольшага сакрэт іх выжывання крабіёз з'яўляецца адным з іх.
Ціхаходкі здольныя выжываць у вакууме космасу. У 2007 годзе Расея адправіла 3000 з іх у космас, а затым пакінула на 10 дзён па-за ім. У выніку 68% з іх перажылі знаходжанне ва ўмовах адсутнасці кіслароду і ўздзеянні касмічнай радыяцыі, і ва ўсіх нарадзілася здаровае нашчадства.
Іншыя ціхаходкі падвяргаліся апрамяненню дозамі ў 1000 разоў якія перавышаюць смяротную дозу для чалавека. Гэтыя маленькія істоты выпрацоўвалі пігменты, званыя беталаінамі, якія нейтралізавалі радыяцыйнае пашкоджанне. Пры увядзенні людзям гэтыя беталаіны таксама забяспечвалі ім вялікую ўстойлівасць да радыяцыі.
Што да экстрэмальных тэмператур, ціхаходкі былі пасаджаныя ва ўмовы, калі тэмпература апускалася да 0,05 Кельвіна, што ледзь-ледзь перавышае абсалютны нуль (-272,95 градуса Цэльсія), і паднімалася да 150 градусаў Цэльсія. Яны правялі 30 гадоў у маразільнай камеры і вытрымалі ціск у 40 000 кілапаскаляў.
Нягледзячы на ўяўную цягавітасць гэтых маленькіх істот, ім неабходна вада для нармальнага выжывання. Калі іх выняць з вады, яны высыхаюць і ператвараюцца ў так званы тун, гэта іх крыптабіятычны стан. Менавіта гэты стан дазваляе ім выжываць ва ўмовах экстрэмальнага холаду, спякоты, ціскі, радыяцыі і нават чакай.
У сваім нармальным, здаровым стане ціхаходка можа пражыць ад 8 месяцаў да некалькіх гадоў. Але ў крыптабіёзе яна можа пражыць больш за стагоддзе.
Раней навукоўцы лічылі, што ціхаходкі выжываюць ва ўмовах криптобиоза дзякуючы цукры трегалозе. Калі іншыя арганізмы высыхаюць, яны выпрацоўваюць трегалозу, каб застацца ў жывых. Але ціхаходкі выпрацоўваюць яе вельмі мала ці зусім не выпрацоўваюць. Замест гэтага ў ціхаходак ёсць спецыфічныя гены і вавёркі, якія дазваляюць ім вытрымліваць экстрэмальныя ўмовы, з якімі яны сутыкаюцца ў крыптабіязе. Гэтыя вавёркі, па сутнасці, утвараюць шклопадобнае рэчыва ўнутры клетак ціхаходак, каб падтрымліваць іх жыццяздольнасць у абязводжаны стане. Поўны механізм да гэтага часу застаецца некалькі загадкавым, але гэта толькі частка тлумачэння.
Асаблівасць ціхаходак заключаецца ў тым, што яны па-рознаму выжываюць у розных экстрэмальных умовах. Крыптабіёз - гэта агульны тэрмін. Напрыклад, пры ўздзеянні моцнага холаду ціхаходку падтрымлівае жыццё крыябіёз. Калі няма вады? Гэта ангідрабіёз. Калі б яны апынуліся ў экстрэмальна салёным асяроддзі? Гэта быў бы осмабіёз.
Розныя віды криптобиоза па-рознаму ўплываюць на ціхаходак, а гэта значыць, што ў розных механізмах яго праходжання задзейнічаны розныя функцыі. Кожны з іх неабходна вывучаць індывідуальна, каб зразумець, як ён працуе. У той час як биостеклянные структуры могуць падтрымліваць іх жыццяздольнасць падчас ангидробиоза, крыябіёз можа ўключаць у сябе выпрацоўку свайго роду біялагічнага антыфрызу, рэчывы, які прадухіляе замярзанне цытаплазмы або, магчыма, нават змяняе тып крышталяў лёду, якія ўтвараюцца ў клетках, так што яны прымаюць стан, дазваляючы.
Улічваючы, што могуць перажыць ціхаходкі, цалкам слушна задацца пытаннем, ці можа што заўгодна забіць істоту ў стане крыптабіёзу, ці ж гэтыя арганізмы фактычна несмяротныя?
Неўміручасць
Калаўроткі - гэта мікраскапічныя арганізмы, якія насяляюць у прэснай вадзе. Яны таксама дзіўна цягавітыя, хоць і не дасягаюць узроўня ціхаходак. Тым не менш, аднойчы калаўротку, якая перажыла крыптабіёз на працягу 24 000 гадоў, удалося вярнуць да жыцця. Нягледзячы на свае невялікія памеры, яны валодаюць мозгам, цягліцамі і мноствам клетак. Да выяўлення гэтай калаўроткі лічылася, што ва ўмовах крыптабіёзу яны могуць пражыць толькі каля дзесяці гадоў.
Нематоды - гэта разнавіднасць круглых чарвякоў. Было ідэнтыфікавана больш за 30 000 відаў, але мяркуецца, што іх могуць быць мільёны. Прынамсі адзін від нематод быў замарожаны ў арктычным лёдзе ў эпоху плейстацэну, а затым адрадзіўся ў цяперашні час, 46000 гадоў праз. Як яму гэта ўдаецца? Тым жа спосабам, якім, як мы раней думалі, гэта рабілі ціхаходкі.
Нематода рэгулюе выпрацоўку цукру пад назвай трегалозу. Ён абараняе клеткавыя мембраны і дазваляе арганізму выжываць ва ўмовах моцнага холаду практычна неабмежавана доўга.
Па сутнасці, цукар замяшчае ваду ў любой мембране, дзякуючы чаму яна выглядае ўвільготненай, паколькі яе форма захоўваецца, нават калі вады ў ёй больш няма.
Ціхаходкі могуць жыць каля стагоддзя ў крыптабіязе. Мы чулі пра мох, які жыў 1500 гадоў, але зараз рэкорд па працягласці жыцця належыць нематодам.
Сорак шэсць тысяч гадоў - гэта, безумоўна, доўгі тэрмін для выжывання чаго-небудзь. Але памятайце, нематода - даволі складаны арганізм у параўнанні з аднаклетачнымі бактэрыямі. І мы ўжо бачылі, што некаторыя бактэрыі патэнцыйна могуць выжываць мільёны год. Калі вам цікава, якія бактэрыі з усіх выяўленых намі з'яўляюцца самымі доўгажывучымі, вам варта зірнуць на простую пчалу.
Навукоўцы выявілі пчалу, якая захавалася ў бурштыне, у стылі. «Парку Юрскага перыяду» . Узрост пчалы складае ад 25 да 40 мільёнаў гадоў. Не, пчала не ажыла, але ў яе страўніку былі бактэрыі, якія перажылі гэтае выпрабаванне дзякуючы крыптабіёзу. Навукоўцам удалося яе ажывіць, зрабіўшы яе найстарэйшым жывым арганізмам на Зямлі.
Пры спрыяльных умовах гэтыя арганізмы могуць выжываць у крыптабіёзе надзвычай доўгі час, але яны ні ў якім разе не несмяротныя. Больш за 30% ціхаходак, пакінутых у космасе, загінулі. Пры ўздзеянні экстрэмальных тэмператур на крыптабіятычныя яйкі Арцемій многія з іх гінуць.
Варта памятаць, што крыптабіёз ніколі не з'яўляецца ідэальным станам для жывога арганізма. Гэта выжыванне ў самай экстрэмальнай яго праяве. Гэта апошняя адчайная спроба арганізма ўтрымацца за жыццё, чакаючы вяртанні спрыяльных умоў. Але калі сітуацыя пагоршыцца, арганізм загіне.
Усё гэта вельмі цікава, але ці мае гэта якое-небудзь дачыненне да чалавецтва? Мы бачылі, што ўстойлівасць ціхаходак да радыяцыі патэнцыйна можа прынесці карысць чалавецтву, але ці ёсць у крыптабіёзе нешта, што можа нам дапамагчы? Відавочна, што мы занадта складаныя, каб прайграць нешта падобнае крыптабіёзу. Калі мы апынемся ва ўмовах экстрэмальных тэмператур, экстрэмальнага радыяцыйнага апрамянення і моцнага абязводжвання, мы проста памрэм. Але ці ёсць спосаб адаптаваць тое, што мы ведаем пра гэтыя арганізмы, каб дапамагчы сабе?
Уплыў на чалавека
Даследнікі з Гарварда вывучаюць вавёркі, якія ціхаходкі выкарыстоўваюць для выжывання ў экстрэмальных умовах. Канчатковая мэта - прымяніць гэтыя веды да людзей, каб высветліць, ці зможам мы атрымаць карысць з аналагічнай устойлівасці. Калі б мы змаглі стварыць клетку, метабалізм якой запавольваецца, падобна таму, як ціхаходка пераходзіць у крыптабіёз, мы маглі б прадухіліць такія пашкоджанні, як запаленне ці нават гібель клетак.
Калі вавёркі, якія выкарыстоўваюцца ціхаходкамі, можна адаптаваць для чалавека, то такія захворванні, як інсульты, інфаркты, сэпсіс і іншыя, можна будзе прадухіліць на ранняй стадыі.
Іншыя даследаванні сканцэнтраваны на ўстойлівасці да радыяцыі і на тым, як яе можна выкарыстоўваць для дапамогі астранаўтам у працяглых касмічных місіях. Больш за тое, з патэнцыйным развіццём новых і больш хуткіх касмічных падарожжаў крыптабіятычныя віды разглядаюцца як новыя кандыдаты ў астранаўты. Арганізмы, якія мы можам адпраўляць у космас на вялізныя адлегласці на працяглыя перыяды, захоўваючы іх у першародным выглядзе, каб вывучыць, як яны вытрымліваюць суровыя ўмовы касмічнага падарожжа. Затым мы зможам паспрабаваць прымяніць гэтыя веды ў будучых пілатуемых місіях, каб забяспечыць лепшую выжывальнасць людзей па меры далейшага даследавання космасу і пераадоленні больш суровых умоў.
Ангідрабіёз вывучаецца як сродак паляпшэння ўмоў вырошчвання сельскагаспадарчых культур і захоўвання прадуктаў харчавання. Мы маглі б прадухіліць псуту ўраджая і забяспечыць яго рост у больш суровых умовах, калі б змаглі адаптаваць гэтыя метады да нашай сістэмы харчовага забеспячэння.
Трегалоза, цукар, які выкарыстоўваюць не толькі ціхаходкі, але і іншыя арганізмы, таксама прымяняецца ў медыцыне. Яе можна выкарыстоўваць для захавання трамбацытаў і вакцын, якія неабходна транспартаваць па ўсім свеце ў надзвычайных сітуацыях. Яна не ўздзейнічае на ўвесь арганізм цалкам, але выконвае тую ж функцыю, падтрымліваючы яго жыццяздольнасць. Гэты падыход заснаваны на вывучэнні крыптабіёзу.
Трегалоза ўпершыню была выкарыстана ў 80-х гадах для кансервацыі лекаў, якія прымяняюцца для лячэння грыбковых інфекцый. Іх кансервавалі з дапамогай гэтага цукру, а затым даданне вады актывавала яго і рабіла прыдатным для выкарыстання.
Розныя формы криптобиоза могуць прапанаваць шырокі спектр ужыванняў. Да іх адносяцца касмічныя падарожжы, дасягненні ў медыцыне, патэнцыйная адаптацыя да змянення клімату і вытворчасці прадуктаў харчавання. Верагодна, існуе мноства іншых ужыванняў, якія яшчэ ніхто не разглядаў, але якія могуць стаць актуальнымі, як толькі працэс будзе лепш вывучаны. Добрая навіна ў тым, што час не абавязкова зяўляецца праблемай. Што такое яшчэ 46000 гадоў?
Іншыя артыкулы, якія могуць вас зацікавіць