Удивительные способности: тихоходки могут переживать сверхнизкие температуры, ставя свои биологические часы на паузу
У этих невероятно выносливых зверей уже есть множество сверхспособностей, которые они используют, чтобы выдерживать самые суровые условия, в том числе броня для защиты всей их важной ДНК от радиации и специальная белковая прокладка, которая удерживает их клетки от разрушения во время длительных периодов обезвоживания.
С этим набором трюков и многим другим они могут выжить даже в космическом вакууме. Чтобы выдержать замерзание до смерти, симпатичные водяные медведи впадают в экстремальную форму гибернации, называемую криобиозом. В этом состоянии их метаболическая активность в основном замирает.
Теперь выясняется, что их метаболизм — не единственный процесс, поставленный на «паузу».
Биолог из Штутгартского университета Джессика Зигер и ее коллеги подвергли группу тихоходок Milnesium inceptum чередованию еженедельных периодов замораживания при -30 °C и кормления при 20 °C, пока они не умерли. Другая группа содержалась при комнатной температуре.
Удивительно, но из 716 тихоходок те, которых периодически замораживали, жили в два раза дольше, чем контрольная группа. Самые длинные прожили 169 дней, 94 из них провели при комнатной температуре, а самые старые тихоходки в контрольной группе достигли 93 дней.
В целом обе группы провели одинаковое количество времени активной жизни, демонстрируя, что биологическое старение тихоходок было резко замедлено, если не полностью остановлено криобиозом. Это, говорят исследователи, подтверждает модель криобиоза «спящей красавицы» в биологических часах животного, в отличие от других моделей, предполагающих, что старение либо замедляется, либо продолжается как обычно.
«В неактивные периоды внутренние часы останавливаются и возобновляют работу только после реактивации организма. Итак, тихоходки, которые обычно живут всего несколько месяцев без перерывов на отдых, могут жить много лет или даже десятилетий», — объяснил зоолог Ральф Шилл, также из Штутгартского университета.
30 лет во льду
Эти очаровательные почти бессмертные также впадают в состояние анабиоза в чрезвычайно сухих условиях — процесс, называемый ангидробиозом. Предыдущее исследование Шилла показало, что тихоходки приостанавливают свое старение и в этом состоянии, но впервые это было подтверждено в стадии заморозки. Этот изящный маленький трюк позволяет животным размером с миллиметр переждать опасные условия и вернуться к действию, как только их окружение станет более благоприятным. Например, возвращение дождя после десятилетий засухи вместо поцелуя истинных возлюбленных, разбудившего Спящую красавицу.
Тихоходки были восстановлены после более чем 30-летнего замораживания, они все еще живы и плодовиты. Но их анабиоз не является надежной системой.
Безопасное замораживание — сложный физиологический процесс. Вместо этого может наступить смерть, если замерзание происходит слишком быстро, не позволяя определенным биохимическим процессам завершиться достаточно быстро, объясняют исследователи.
Недостаточное накопление энергии может быть еще одним фактором, который может пойти не так. Предыдущие исследования показали, что вход и выход из состояния глубокого сна использует энергию, хранящуюся в клетках полости тела чонки. «Тяжесть, сезонность, непредсказуемость и изменчивость условий окружающей среды определяют модели жизненного цикла беспозвоночных», — резюмируют ученые в своей статье.