WhatsAppRedditБөлісуЭлектрондық поштаTweetPin0 Бөлісулер
Көркем әдебиетте зомби – техникалық тұрғыдан өлі емес өлі тіршілік иесі. Бұл ғылымға қайшы келеді, өйткені бір уақытта өлі болу және жүру мүмкін емес, сондықтан біз күмәндануды тоқтатып, бір нәрсенің мәйітті қайта тірілткені және оның жұмыс істеуіне мүмкіндік бергені туралы идеяны қабылдауымыз керек.
Шынайы өмірде өмір мен өлімнің арасындағы шекаралар бұлыңғыр. Зомби құмырсқалар мен басқа да жәндіктердің оларды өлтіретін, бірақ қозғалуын жалғастыруға мүмкіндік беретін саңырауқұлақпен зақымданғаны туралы естігенбіз. Бірақ бұл туралы білу керек жалғыз нәрсе емес. Криптобиоз өмір мен өлімнің алдында тұр, және егер сізде өмір мен өлімнің нені білдіретіні туралы тым көп алдын ала түсініктер болса, бұл өте шатастыруы мүмкін.
Антарктида маңында бұрғылау жұмыстарын жүргізген ғалымдар тобы мұздан 1500 жыл бұрын пайда болған ежелгі мүкті тапты. Мұзда 1500 жыл бойы болған кез келген нәрсе өлі, солай ма? Барлығы емес.
Бактериялар сияқты бір жасушалы организмдер 100 000 және 8 миллион жыл аралығындағы мұз шөгінділерінен табылды. Бұл бактериялар қайта жанданып, өсуін жалғастырды, бірақ мүмкін, жақында пайда болғандар сияқты қарқынды болмаса да.
Бірақ олар тапқан мүк бактерияларға қарағанда әлдеқайда күрделі болып шықты. Бұл көп жасушалы организм еді. Соған қарамастан, топ оны қайта тірілтуге қол жеткізді. Ол қайтадан өсе бастады, бұл тіпті 6000 жылға дейін жететін ежелгі мүктерді қайта тірілтуге үміт берді.
Бұл криптобиоздың мысалы. Барлық метаболикалық функциялар іс жүзінде тоқтайтын шектен тыс белсенділіксіз немесе тоқтатылған анимация күйі. Бұл әдетте Антарктидадағы мұз қату сияқты өте қолайсыз жағдайларда орын алады және тіршілікті сақтап қалудың соңғы әрекеті болып табылады. Кейбір жағдайларда ол тіпті ең экстремалды жағдайларда да өте ұзақ уақыт сақталуы мүмкін.
Бұл қалай жұмыс істейді?
Жоғарыда айтқанымыздай, мұздату криптобиозға әкелуі мүмкін, бірақ бұл жалғыз себеп емес. Мысалы, сіз теңіз маймылдарын қолданып көрдіңіз бе? Теңіз маймылдары - тұзды асшаяндар, ал сіз оларды теңіз маймылдарына айналдыру үшін суға қосып, араластыратын ұнтақ пакеті - шын мәнінде кептірілген тұзды асшаян жұмыртқалары.
Артемия жұмыртқалары өте төзімді және кептірілген кезде, өте тұзды ортада немесе оттегі мүлдем жоқ ортада криптобиозға шыдай алады.
Ротиферлер, тардиградтар, тұқымдар, балық жұмыртқаларының кейбір түрлері және ашытқы сияқты организмдер криптобиозға қандай да бір түрде ұшырайды. Тіпті кейбір жәндіктер де одан аман қала алады.
Әдетте, кез келген тірі организмде тіршілік ету үшін қажетті метаболизмнің бір түрі болады. Ол энергияны химиялық жолмен өндіруі керек: фотосинтез, ас қорыту немесе осыған ұқсас нәрсе арқылы. Бірақ криптобиоз кезінде метаболизм іс жүзінде тоқтайды, сондықтан организм тіршілік ету үшін қолайлы жағдайлар қалыптасып, қайта туылғанға дейін бұл энергияны қажет етпейді.
Организмнің қалпына келуі үшін ең қолайлы жағдайлар орындалуы керек, мысалы, теңіз маймылдарын шығару үшін тұзды асшаяндардың жұмыртқаларын суға салған кезде. Егер жағдайлар ешқашан жақсармаса, организм өліп кетуі мүмкін. Олардың барлығы мұздағы мүк сияқты ұзақ өмір сүре алмайды. Кейбіреулері бірнеше ай, кейбіреулері тіпті бірнеше жыл өмір сүре алады, бірақ күрделі организмдер сирек жағдайда одан ұзақ өмір сүреді. Мысалы, тазы асшаяндары криптобиозда 25 жыл өмір сүре алады. Ал тардиградтар? Олар одан да таңқаларлық.
Тардиградтардың тірі қалуы
Тардиградтар - Жердегі ең таңғажайып тіршілік иелерінің бірі. Олар ең қиын жағдайларда да тіршілік ете алады, ал кробиоз олардың тіршілік ету құпиясының бір бөлігі болып табылады.
Тардиградтар ғарыш вакуумында тіршілік ете алады. 2007 жылы Ресей олардың 3000-ын ғарышқа ұшырды, содан кейін оларды 10 күнге сыртта қалдырды. Олардың ішінде 68% оттегісіз ортада және ғарыштық радиацияның әсеріне төтеп берді және барлығы сау ұрпақтар берді.
Басқа тардиградтар адамдарға арналған өлімге әкелетін дозадан 1000 есе көп дозаларға ұшырады. Бұл кішкентай тіршілік иелері беталайндар деп аталатын пигменттерді өндірді, олар радиациялық зақымды бейтараптандырды. Адамдарға енгізілген кезде, бұл беталайндар оларға радиацияға төзімділікті арттырды.
Экстремалды температураға келетін болсақ, тардиградтар 0,05 Кельвинге дейінгі төмен температураға, абсолютті нөлден сәл жоғары (-272,95 градус Цельсий) және 150 градус Цельсийге дейінгі ең жоғары температураға ұшырады. Олар мұздатқышта 30 жыл бойы тұрып, 40 000 килопаскаль қысымға төтеп берді.
Бұл кішкентай тіршілік иелерінің сыртқы төзімділігіне қарамастан, олардың тіршілік етуі үшін су қажет. Егер олар судан алынса, кеуіп, криптобиотикалық күйге, яғни тунға айналады. Бұл күй оларға қатты суықтан, ыстықтан, қысымнан, радиациядан және тіпті уақыттан аман қалуға мүмкіндік береді.
Қалыпты, сау күйінде тардиград 8 айдан бірнеше жылға дейін өмір сүре алады. Ал криптобиоз кезінде ол бір ғасырдан астам өмір сүре алады.
Ғалымдар бұрын тардиградтардың криптобиотикалық жағдайларда қант трегалозасының арқасында аман қалғанына сенген. Басқа организмдер құрғаған кезде, олар тірі қалу үшін трегалоза өндіреді. Бірақ тардиградтар өте аз немесе мүлдем өндірмейді. Керісінше, тардиградтардың криптобиотикалық жағдайларда кездесетін экстремалды жағдайларға төтеп беруге мүмкіндік беретін арнайы гендер мен ақуыздары бар. Бұл ақуыздар негізінен тардиград жасушаларының ішінде оларды сусызданған күйде тірі ұстау үшін шыны тәрізді зат түзеді. Толық механизм әлі де жұмбақ болып қала береді, бірақ бұл тек түсіндірменің бір бөлігі ғана.
Тардиградтардың ерекшелігі - олар әртүрлі экстремалды жағдайларда әртүрлі жолдармен тіршілік етеді. Криптобиоз - жалпы термин. Мысалы, қатты суыққа ұшыраған кезде, тардиград криобиоз арқылы тіршілік етеді. Су болмаған кезде? Бұл ангидрибиоз. Егер олар өте тұзды ортаға ұшыраса ше? Бұл осмобиоз.
Криптобиоздың әртүрлі түрлері тардиградтарға әртүрлі әсер етеді, яғни әртүрлі механизмдер әртүрлі функцияларды қамтиды. Оның қалай жұмыс істейтінін түсіну үшін әрқайсысын жеке зерттеу керек. Биошыны құрылымдары ангидрибиоз кезінде олардың тіршілік қабілетін қолдауы мүмкін болса, криобиоз цитоплазманың қатып қалуына жол бермейтін немесе тіпті жасушаларда пайда болған мұз кристалдарының түрін өзгертетін, тардиградтың қауіпсіз қалпына келуіне мүмкіндік беретін күйге көшуге мүмкіндік беретін биологиялық антифриздің бір түрін өндіруді қамтуы мүмкін.
Тардиградтардың қандай түрлері тіршілік ете алатынын ескере отырып, криптобиоз жағдайындағы тіршілік иесін бірдеңе өлтіре ала ма, әлде бұл организмдер іс жүзінде өлмейтін бе деген сұрақ туындайды.
Өлместік
Ротиферлер – тұщы суда тіршілік ететін микроскопиялық организмдер. Олар сондай-ақ таңқаларлықтай төзімді, бірақ тардиградтар сияқты төзімді емес. Дегенмен, 24 000 жыл криптобиоздан аман қалған ротифер бір кездері тірілді. Кішкентай мөлшеріне қарамастан, олардың миы, бұлшықеттері және көптеген жасушалары бар. Бұл ротифердің ашылуына дейін олар криптобиоз кезінде шамамен он жыл ғана тіршілік ете алады деп есептелген.
Нематодтар - дөңгелек құрттардың бір түрі. 30 000-нан астам түрі анықталған, бірақ миллиондаған болуы мүмкін деп есептеледі. Нематодтың кем дегенде бір түрі плейстоцен дәуірінде Арктика мұзында қатып қалған, содан кейін 46 000 жылдан кейін қазіргі уақытта қайта тірілді. Ол мұны қалай жасады? Біз бір кездері тардиградтар мұны істеді деп ойлағандай.
Нематода трегалоза деп аталатын қанттың өндірілуін реттейді. Ол жасуша мембраналарын қорғайды және организмнің қатты суық жағдайларда шексіз уақыт бойы тіршілік етуіне мүмкіндік береді.
Негізінде, қант кез келген мембранадағы суды алмастырады, бұл оның құрамында су қалмаса да, пішіні сақталатындықтан, оны ылғалданған етіп көрсетеді.
Тардиградтар криптобиозда шамамен бір ғасыр өмір сүре алады. Біз 1500 жыл өмір сүрген мүк туралы естідік, бірақ қазіргі уақытта ұзақ өмір сүру рекорды нематодаларға тиесілі.
Қырық алты мың жыл кез келген нәрсенің тіршілік етуі үшін ұзақ уақыт екені сөзсіз. Бірақ есіңізде болсын, нематода бір жасушалы бактериялармен салыстырғанда өте күрделі организм. Ал біз кейбір бактериялардың миллиондаған жылдар бойы тіршілік ете алатынын көрдік. Егер сіз біз анықтаған бактериялардың қайсысы ең ұзақ өмір сүретінін білгіңіз келсе, қарапайым араны қарастырған жөн болар.
Ғалымдар кәріптас түстес, стильді түрде сақталған араны тапты «Юра саябағы» . Араның жасы 25-тен 40 миллион жылға дейін деп есептеледі. Жоқ, ара қайта тірілген жоқ, бірақ оның асқазанында криптобиоздың арқасында сынақтан аман қалған бактериялар болды. Ғалымдар оны қайта тірілтіп, Жердегі ең көне тірі организмге айналдырды.
Қолайлы жағдайларда бұл организмдер криптобиозда өте ұзақ уақыт бойы тіршілік ете алады, бірақ олар ешқашан өлмейді. Ғарышта тасталған 30%-ден астам тардиградтар өлді. Төтенше температураға ұшыраған кезде криптобиотик Artemia жұмыртқаларының көпшілігі өледі.
Криптобиоздың тірі организм үшін ешқашан идеалды жағдай емес екенін есте ұстаған жөн. Бұл ең шеткі түрдегі тіршілік ету. Бұл дененің қолайлы жағдайлардың оралуын күтіп, өмірге жабысуға деген соңғы үмітсіз әрекеті. Бірақ егер жағдай нашарласа, организм өледі.
Мұның бәрі өте қызықты, бірақ оның адамзатқа қандай да бір қатысы бар ма? Біз тардиградтардың радиацияға төзімділігі адамзатқа пайда әкелуі мүмкін екенін көрдік, бірақ криптобиоз туралы бізге көмектесетін нәрсе бар ма? Әрине, біз криптобиоз сияқты нәрсені қайталау үшін тым күрделіміз. Егер біз экстремалды температураға, экстремалды радиацияға және қатты сусыздануға ұшырасақ, біз жай ғана өліп қалар едік. Бірақ бұл организмдер туралы білетінімізді бізге көмектесу үшін бейімдеудің жолы бар ма?
Адамдарға әсері
Гарвард зерттеушілері тардиградтардың төтенше жағдайларда тіршілік ету үшін пайдаланатын ақуыздарын зерттеп жатыр. Түпкі мақсат - осы білімді адамдарға қолдану арқылы біз осындай төзімділіктен пайда көре аламыз ба, жоқ па, соны білу. Егер біз тардиградтардың криптобиозға қалай енетіні сияқты метаболизмі баяулайтын жасушаны жасай алсақ, қабыну немесе тіпті жасуша өлімі сияқты зақымдардың алдын ала аламыз.
Егер тардиградтар пайдаланатын ақуыздар адамдарға бейімделсе, онда инсульт, жүрек талмасы, сепсис және басқа да аурулардың ерте кезеңде алдын алуға болады.
Басқа зерттеулер радиацияға төзімділікке және оны ғарышкерлерге ұзақ мерзімді ғарыштық миссияларда қалай көмектесуге болатынына бағытталған. Сонымен қатар, жаңа және жылдам ғарыштық саяхаттардың әлеуетті дамуымен криптобиотикалық түрлер жаңа ғарышкер кандидаттары ретінде қарастырылуда - біз оларды ұзақ уақыт бойы ғарышқа алыс қашықтыққа жібере алатын, оларды таза күйінде сақтай алатын, ғарыштық саяхаттың қатал жағдайларына қалай төтеп беретінін зерттеу үшін организмдер. Содан кейін біз бұл білімді болашақ адами миссияларға қолдана аламыз, бұл ғарышты әрі қарай зерттеп, қатал ортада жүргенде адамдардың өмір сүруін жақсартады.
Ангидробиоз дақылдарды өсіру және азық-түлік сақтау жағдайларын жақсарту құралы ретінде зерттелуде. Егер біз бұл әдістерді азық-түлікпен қамтамасыз ету жүйемізге бейімдей алсақ, дақылдардың бүлінуіне жол бермей, олардың қатал жағдайларда өсуін қамтамасыз ете аламыз.
Трегалоза, тек тардиградтар ғана емес, сонымен қатар басқа организмдер де қолданатын қант, медицинада да қолданылады. Оны төтенше жағдайларда бүкіл әлем бойынша тасымалдау қажет тромбоциттер мен вакциналарды сақтау үшін пайдалануға болады. Ол бүкіл организмге әсер етпесе де, оның тіршілік қабілетін сақтай отырып, сол функцияны орындайды. Бұл тәсіл криптобиозды зерттеуге негізделген.
Трегалоза алғаш рет 1980 жылдары саңырауқұлақ инфекцияларын емдеу үшін қолданылатын дәрі-дәрмектерді сақтау үшін қолданылды. Олар осы қантпен консервіленді, содан кейін су қосу оны белсендіріп, қолдануға жарамды етті.
Криптобиоздың әртүрлі түрлері кең ауқымды қолданыстарды ұсына алады. Оларға ғарышқа саяхат, медицинадағы жетістіктер, климаттың өзгеруіне бейімделу мүмкіндігі және азық-түлік өндірісі жатады. Әлі қарастырылмаған басқа да көптеген қолданыстар бар, бірақ бұл процесс жақсырақ түсінілгеннен кейін өзекті болуы мүмкін. Жақсы жаңалық - уақыт міндетті түрде мәселе емес. Тағы 46 000 жыл деген не?
Сізді қызықтыруы мүмкін басқа мақалалар