Здається неймовірним, що щось могло вижити після десятків тисяч років у стані сплячки. Відкриття крихітної істоти у сибірській вічній мерзлоті викликало дискусії про те, наскільки витривалим може бути життя.
Прорив у науці: черв’як вижив після 46 000 років у мерзлоті
Нещодавно дослідники встановили, що черв’як, який перебував у замороженому стані приблизно 46 000 років, вижив і залишився живим. Доктор Філіп Шиффер, керівник групи в Інституті зоології Кельнського університету, разом із колегами вивчає, як саме ця істота змогла пережити такий тривалий період далеко за межами свого звичайного життєвого циклу.
Екстремальні умови у сибірській мерзлоті
Сибір має величезні простори вічної мерзлоти – ґрунту або осадових порід, що залишаються замороженими щонайменше два роки поспіль. Замерзлий ґрунт може сягати сотень метрів углиб, а низькі температури зберігають усе, що потрапило в ці шари. Для людей ці умови є складними, але вічна мерзлота слугує ідеальним сховищем для збереження останків тварин. Товстий шар льоду та екстремальний холод дозволяють органічним матеріалам залишатися достатньо свіжими для досліджень навіть через тисячі років.
Життя на паузі
Реанімований черв’як належить до роду, представники якого здатні впадати в криптобіоз – біологічний стан, коли всі життєві процеси призупиняються в умовах холоду. У такому стані організм не проявляє жодної метаболічної активності та може виживати в умовах, які зазвичай є смертельними. Біологи раніше документували криптобіоз у тихоходок (tardigrades) і деяких видів артемій (brine shrimp). Такі організми зупиняють свої звичайні функції, доки не потраплять у середовище, яке знову підтримує ріст і розмноження.
Значення відкриття
Експерти ідентифікували цього нематодного хробака як Panagrolaimus kolymaensis – вид, який раніше не описували в науковій літературі. Радіовуглецевий аналіз показав, що зразок був віком у десятки тисяч років, тобто більшу частину свого існування цей черв’як провів у стані анабіозу в замерзлому осаді. Його виявили на глибині близько 37 метрів. Така глибина захистила організм від руйнівного впливу часу та дозволила йому «прокинутися» в сучасній лабораторії, де він повернувся до активного життя та навіть дав потомство.
Унікальні механізми виживання
Зазвичай нематоди цього типу живуть усього один або два місяці. Проте цей черв’як пережив десятки тисяч років завдяки криптобіотичним властивостям, що наразі активно досліджуються. Можливо, у цих черв’яків є спеціальні молекули, які стабілізують клітини, запобігаючи їх пошкодженню під час зневоднення чи різких температурних змін. Подібні молекули виявлені у тихоходок та інших організмів, здатних витримувати екстремальні умови.
«Ніхто раніше не думав, що цей процес може тривати тисячоліттями, 40 000 років або навіть більше. Це просто вражає, що життя може відновитися після такого тривалого періоду між життям і смертю», – сказав доктор Шиффер.
Генетика замерзлого хробака
Дослідники застосували секвенування геному та підтвердили, що цей організм є унікальним. Виявилося, що він має схожість із Caenorhabditis elegans – широко використовуваним у лабораторних дослідженнях нематодним видом. Подібну здатність до крипобіозу мають ті ж тихоходки, які відомі своєю стійкістю до екстремальних умов, включно з відкритим космосом. Деяке насіння рослин також може зберігати життєздатність роками у холодному середовищі, а потім проростати, коли умови покращуються. Проте період заморожування цього нематодного хробака тривав значно довше, ніж у більшості збережених біологічних зразків.
Криптобіоз та екстремальні середовища
Вчені, які досліджують пустелі, полярні регіони та навіть інші планети, можуть знайти паралелі у криптобіотичних організмах. Наприклад, в Атакамській пустелі, одній із найсухіших на Землі, вже знайдені мікроорганізми, що пристосувалися до життя в умовах майже повної відсутності води. Умови на Марсі та крижаних супутниках Сатурна є ще суворішими. Проте вивчення крипобіозу може підказати нові способи пошуку життя у Всесвіті або зберігання біологічних матеріалів на Землі. Якщо вчені зможуть виділити гени, що захищають клітини від замерзання, ці знання можуть знайти застосування в медицині – наприклад, у збереженні органів для трансплантації або у харчовій промисловості.
Спадщина замерзлого хробака
Оригінальний зразок нематоди зрештою загинув, але його нащадки залишаються живими в лабораторних умовах. Це відкриває нові можливості для досліджень – зокрема, як ці організми реагують на повторну гідратацію, зміни температури та тривалу сплячку. Порівняння з генетичним кодом інших видів може допомогти визначити, чи ці властивості виникли одноразово в історії нематод або ж вони розвинулися незалежно у різних лініях еволюції.
Наступним кроком буде дослідження білків або цукрів, які, ймовірно, заміщують воду у клітинах хробака під час стану анабіозу. Крім того, науковці можуть звернути увагу на ще давніші зразки вічної мерзлоти. Якщо знайдуть ще старіші організми, це допоможе краще зрозуміти, як життя на Землі виживало в найсуворіших умовах.
Висновок
Це відкриття змінює наші уявлення про межі можливостей життя. Криптобіоз відкриває нові перспективи у вивченні як еволюції, так і потенційного життя за межами Землі. Дослідження опубліковане в журналі PLOS Genetics.
