Спящата красавица в кубче лед: Как бавноходките оцеляват при ниски температури

Ваня Милева Последна промяна на 11 октомври 2022 в 09:01 2568 0

Бавноходките, наричани още водни мечки, принадлежат към семейството на нематодите. Походката им напомня тази на мечка, но това е единствената прилика. Кредит: Ralph Schill / University of Stuttgart

Бавноходките отлично се адаптират към суровите условия на околната среда. Доказано е, че изсушените бавноходки могат да оцелеят невредими в продължение на много години, без да абсорбират вода. Досега не бе ясно дали остаряват по-бързо или по-бавно в замразено състояние или дали дори спира стареенето. Но загадката вече е разгадана: Замразените бавноходки не остаряват според проучване, публикувано в Journal of Zoology.

За да изследват този процес, биолозите замразяват няколко пъти тихоокеански бавноходки до -30 градуса по Целзий. Това не е намалило общата продължителност на живота на животните в активната фаза. 

Бавноходките, наричани още водни мечки, принадлежат към семейството на нематодите. Походката им напомня тази на мечка, но това е единствената прилика. Бавноходките, които са с размер едва един милиметър, са успели да се адаптират перфектно към бързо променящите се условия на околната среда в хода на еволюцията и могат да изсъхнат при екстремни горещини и да замръзнат при студени условия.

„Те не умират, а изпадат в дълбок сън“, обяснява Ралф Шил (Ralph Schill), професор в Института по биоматериали и биомолекулни системи към университета в Щутгарт.

Микроскопичните безгръбначни са способни да оцелеят и при най-неблагоприятните условия на живот. Те могат да издържат на температури, близки до абсолютната нула, и кипяща вода. След радиационна доза, която е десетки пъти по-смъртоносна за човека, бавноходките не само остават живи, но и са способни да снасят яйца. Животните са преживели дори десетдневен престой в космическото пространство. Една от причините за тази устойчивост се крие в защитната система на ДНК на бавноходките срещу увреждания, за която сме писали неведнъж.

За да оцелеят при такива условия, бавноходките могат да изпаднат в състояние на анхидробиоза, като губят до 98% от влагата си. Животните, страдащи от анхидробиоза, не се размножават и могат да прекарат до 30 години в очакване на по-влажни условия. Проучванията показват, че това състояние не само помага на бавноходките да оцелеят, но и прекъсва процеса на стареене: продължителността на активния им живот не се променя, независимо от времето, което прекарват в анхидробиоза. Подобни метаболитни промени настъпват и при бавноходките по време на замразяването - навлизането в криобиоза - но връзката им със стареенето все още не е проучена.

Хипотезата за Спящата красавица

В една приказка на братя Грим принцесата заспива дълбоко. Когато един принц я целува 100 години по-късно, тя се събужда и все още изглежда млада и красива както преди. Същото е и с бавноходките в изсушено състояние и затова това се нарича още хипотезата на "Спящата красавица" (модел на "Спящата красавица").

Изследователи от Института за биоматериали и биомолекулярни системи в Щутгарт, ръководени от Джесика Зигер (Jessica Sieger), решават да проверят как се променя продължителността на живота на бавноходките след замразяване. За тази цел 716 бавноходки на една и съща възраст са разделени на три експериментални групи за замразяване и една контролна група. Животните са замразени на -30 градуса по Целзий за една седмица, след което бавно са размразени за още седем дни и са нахранени. Тези цикли се повтарят, докато всички животни умрат от старост.

Животните от контролната група, които не са били замразени, са живели по-малко от тези от експерименталната група - средно около 72 дни. Но животните, които преминават през цикли на размразяване и замразяване, живеят почти по 100 дни. Учените изчисляват и продължителността на активното състояние извън криобиозата - около 77 дни. Така изследователите стигат до заключението, че бавноходките не стареят при криобиоза.

„По време на периоди на неактивност вътрешният часовник спира и продължава да работи едва след като организмът се активира отново“, обяснява Шил. „Така че бавноходките, които обикновено живеят само няколко месеца без периоди на почивка, могат да живеят много години или дори десетилетия.“

Изображения на живо, направени под микроскоп, помагат на Шил и колегите му да изследват (не)активността на  бавноходките. Кредит: Ralph Schill / University of Stuttgart

„Така че дори в лед бавноходките спират вътрешните си часовници като Спящата красавица“, заключава Шил.

Бавноходките са известни не само с оцеляването си, но и с бавната си скорост на придвижване - по този показател те отстъпват дори на охлювите.

Справка: Reduced ageing in the frozen state in the tardigrade Milnesium inceptum (Eutardigrada: Apochela)
J. Sieger, F. Brümmer,H. Ahn, G. Lee, S. Kim, R. O. Schill
Journal of Zoology First published: 26 September 2022 https://doi.org/10.1111/jzo.13018

Източник: Sleeping Beauty in an ice cube: How tardigrades survive freezing temperatures, University of Stuttgart

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !