Регион

Уведомления отключены

Они просыпаются: В России ожили черви, пролежавшие в мерзлоте 24 тысячи лет

Этот вид биологи считали давно вымершим, но на поверку он оказался более живучим, чем его современные родственники.

13 июня, 21:40
9260
<p>Фото © Shutterstock</p>

Фото © Shutterstock

Место забора проб мерзлоты, проведённого в 2015 году российскими учёными. Фото © Cell

Место забора проб мерзлоты, проведённого в 2015 году российскими учёными. Фото © Cell

Река Алазея, Среднеколымский улус, восток Якутии. Тундра. Среднегодовая температура — около –13 градусов. А под землёй, начиная с глубины примерно 30–50 сантиметров и вплоть до 800 метров, круглый год держится примерно –10. Это край мерзлоты, которую учёным не нравится называть вечной, они предпочитают слово "многолетняя". Именно сюда в 2015 году приехала команда исследователей Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН с буровой установкой. Учёные орудовали ею максимально аккуратно — чтобы под землю не попадала поверхностная жизнь.

Процесс бурения для забора проб мерзлотных отложений. Фото © Cell

Процесс бурения для забора проб мерзлотных отложений. Фото © Cell

Мы регулярно, практически каждый год ездим в экспедиции, привозим новые керны и какое-то количество проб оттуда высеваем. Мы хотим выяснить, как долго организм может существовать в состоянии криптобиоза, то есть в состоянии замедленного или вообще остановленного метаболизма. Было известно, что коловратки и тихоходки несколько десятков лет могут лежать, но где предел, было непонятно

Станислав Малявин

Ведущий автор исследования, научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

<p>Мы регулярно, практически каждый год ездим в экспедиции, привозим новые керны и какое-то количество проб оттуда высеваем. Мы хотим выяснить, как долго организм может существовать в состоянии криптобиоза, то есть в состоянии замедленного или вообще остановленного метаболизма. Было известно, что коловратки и тихоходки несколько десятков лет могут лежать, но где предел, было непонятно</p>
<p>Мы регулярно, практически каждый год ездим в экспедиции, привозим новые керны и какое-то количество проб оттуда высеваем. Мы хотим выяснить, как долго организм может существовать в состоянии криптобиоза, то есть в состоянии замедленного или вообще остановленного метаболизма. Было известно, что коловратки и тихоходки несколько десятков лет могут лежать, но где предел, было непонятно</p>

В итоге добурили до 20-метровой глубины, но самой интересной оказалась глубина около 3,5 метра. Это уровень отложений времён позднего плейстоцена, то есть эпохи с 126 до 11–12 тысяч лет назад. Оттуда подняли тёмно-серый суглинок с бурыми вкраплениями, останками древних растений и ледяными прослойками.

Обработка собранных проб древних мерзлотных отложений. Фото © Cell

Обработка собранных проб древних мерзлотных отложений. Фото © Cell

Уже через несколько минут его положили в стерильный мешок и отправили в переносной морозильник, там было –20. А через три месяца образцы достали, от них — опять же, очень быстро — скальпелем отрезали края, а частицы из сердцевины поместили в герметично закрытые ёмкости с питательной средой — так называемые чашки Петри. Их держали при температуре +18 градусов. И через неделю в них началась жизнь.

Этот образец был довольно богатым. Там были, во-первых, нематоды — это тоже многоклеточные организмы, — а кроме того, там были одноклеточные, довольно много. Могу даже сказать вам по секрету, что мы не все организмы оттуда выбираем, потому что их довольно много

Станислав Малявин

Ведущий автор исследования, научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

<p>Этот образец был довольно богатым. Там были, во-первых, нематоды — это тоже многоклеточные организмы, — а кроме того, там были одноклеточные, довольно много. Могу даже сказать вам по секрету, что мы не все организмы оттуда выбираем, потому что их довольно много</p>
<p>Этот образец был довольно богатым. Там были, во-первых, нематоды — это тоже многоклеточные организмы, — а кроме того, там были одноклеточные, довольно много. Могу даже сказать вам по секрету, что мы не все организмы оттуда выбираем, потому что их довольно много</p>

Но главными героями исследования стали черви-коловратки: пусть микроскопические, но всё же сравнительно сложные существа, у которых, например, есть мозг, кишечник. В образцах их насчитали в общей сложности несколько десятков. Живых. Десять особей извлекли, накормили из пипетки питательной жидкостью и расселили по одной в специальных лунках. Через несколько дней шесть из них погибли, но оставшиеся четыре успешно дали потомство и основали колонии. Надо сказать, что коловратки плодятся партеногенезом — это считается всё же половым способом размножения, поскольку плод развивается из половой клетки, но партнёр для этого не нужен.

Коловратка, извлечённая из образца мерзлоты возрастом 24 тысячи лет. Видео © Cell

Отдельно несколько образцов суглинка отправили в лабораторию Университета Аризоны — там провели радиоуглеродный анализ для определения возраста. Результат такой: 23 960 – 24 485 лет. Это значит, что найденные в этой почве организмы сохранились с древних времён.

Вполне возможно, что это не предел, точно не предел, потому что жизнеспособные бактерии доставали из образцов возрастом миллионы лет. У нас есть амёба, которую вытащили из образца возрастом 500 тысяч лет

Станислав Малявин

Ведущий автор исследования, научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

<p>Вполне возможно, что это не предел, точно не предел, потому что жизнеспособные бактерии доставали из образцов возрастом миллионы лет. У нас есть амёба, которую вытащили из образца возрастом 500 тысяч лет</p>
<p>Вполне возможно, что это не предел, точно не предел, потому что жизнеспособные бактерии доставали из образцов возрастом миллионы лет. У нас есть амёба, которую вытащили из образца возрастом 500 тысяч лет</p>

То, что коловратки родились в эпоху плейстоцена, подтверждает и их генетический анализ: он показал, что это представители вымершего вида. Как выяснилось, их потомки сейчас обитают в Бельгии и соседних с ней странах, но они от своих предков довольно сильно отличаются. Учёные решили сравнить живучесть древних червей и их нынешних дальних родственников. Для этого тех и других одновременно заморозили до –15 градусов и так продержали ещё неделю. Сам процесс замораживания занял примерно 45 минут. Исследователи объяснили, что в это время вода внутри живого организма превращается в кристаллы льда, а они могут разрывать на части клетки и даже разрушать сложные молекулы.

В данном случае режим заморозки был наименее щадящим. Мы по техническим причинам не могли наблюдать образование кристаллов льда, но нам известно из литературы, что при такой скорости кристаллы всегда образуются. Это означает, что внутри тела коловратки — не в её клетках — образовывались кристаллы, но они это выдержали

Станислав Малявин

Ведущий автор исследования, научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

<p>В данном случае режим заморозки был наименее щадящим. Мы по техническим причинам не могли наблюдать образование кристаллов льда, но нам известно из литературы, что при такой скорости кристаллы всегда образуются. Это означает, что внутри тела коловратки — не в её клетках — образовывались кристаллы, но они это выдержали</p>
<p>В данном случае режим заморозки был наименее щадящим. Мы по техническим причинам не могли наблюдать образование кристаллов льда, но нам известно из литературы, что при такой скорости кристаллы всегда образуются. Это означает, что внутри тела коловратки — не в её клетках — образовывались кристаллы, но они это выдержали</p>

Затем в течение примерно десяти часов их размораживали, а потом смотрели, какие из них ожили. Выяснилось, что плейстоценовые коловратки благополучно перенесли и повторную заморозку, хотя некоторые их потомки оказались хилыми.

Кстати, коловратки очень интересуют сторонников панспермии — теории о космическом происхождении жизни на Земле. Она предполагает, что некие чрезвычайно живучие микроскопические существа могли попасть на нашу планету вместе с упавшим астероидом или метеоритом. Кстати, в 2019 году червей-коловраток Adineta vaga (это наши современники из Бельгии) отправили на МКС и две недели держали в открытом космосе. Они выжили. То есть многие погибли, но не все.

Но как они это выдерживают?

Оказывается, у них есть примерно такой же механизм, как и, например, у тихоходок: они умеют себя обезвоживать, "высушиваться" и таким образом сводить обмен веществ почти к нулю.

Главное условие сохранения в течение такого долгого времени — это замедление метаболизма, потому что, во-первых, при этом не нужна энергия, а во-вторых, разнообразные вредные воздействия, например кристаллы льда или само отсутствие воды, влияют на работающие механизмы клеточные. Если механизм не работает, его невозможно сломать. Нарушить биохимические процессы невозможно, если они не идут

Станислав Малявин

Ведущий автор исследования, научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

<p>Главное условие сохранения в течение такого долгого времени — это замедление метаболизма, потому что, во-первых, при этом не нужна энергия, а во-вторых, разнообразные вредные воздействия, например кристаллы льда или само отсутствие воды, влияют на работающие механизмы клеточные. Если механизм не работает, его невозможно сломать. Нарушить биохимические процессы невозможно, если они не идут</p>
<p>Главное условие сохранения в течение такого долгого времени — это замедление метаболизма, потому что, во-первых, при этом не нужна энергия, а во-вторых, разнообразные вредные воздействия, например кристаллы льда или само отсутствие воды, влияют на работающие механизмы клеточные. Если механизм не работает, его невозможно сломать. Нарушить биохимические процессы невозможно, если они не идут</p>

Вот только тихоходки в таком состоянии понемногу накапливают вещество, от которого как бы стекленеют, оно называется трегалозой. А коловратки обходятся без него. Значит, у них этот анабиоз идёт как-то по-другому.

Мы не очень точно понимаем механизм, как они это делают. Изучая их, мы можем применить каким-то образом эти механизмы для того, чтобы консервировать разнообразные виды тканей, для криобиологии

Станислав Малявин

Ведущий автор исследования, научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

<p>Мы не очень точно понимаем механизм, как они это делают. Изучая их, мы можем применить каким-то образом эти механизмы для того, чтобы консервировать разнообразные виды тканей, для криобиологии</p>
<p>Мы не очень точно понимаем механизм, как они это делают. Изучая их, мы можем применить каким-то образом эти механизмы для того, чтобы консервировать разнообразные виды тканей, для криобиологии</p>

А что если всё это в мерзлоте само оживёт?

В Институте физико-химических и биологических проблем почвоведения на этот вопрос ответили очень просто: на самом деле это происходит постоянно. И дело не только — и не столько — в глобальном потеплении. Как разъяснил Станислав Малявин, на протяжении всего голоцена, то есть последние 10–12 тысяч лет, реки понемногу размывают отложения многолетней мерзлоты вместе со всем их спящим содержимым.

Каждый год на этих отложениях миллионы тонн выходят в окружающую среду, и их просто уносит рекой. И, конечно, организмы, которые там существуют, безусловно, попадают в окружающую среду, смешиваются с современными. И в конечном итоге все патогены, которые там были, они тоже уже все с нами

Станислав Малявин

Ведущий автор исследования, научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

<p>Каждый год на этих отложениях миллионы тонн выходят в окружающую среду, и их просто уносит рекой. И, конечно, организмы, которые там существуют, безусловно, попадают в окружающую среду, смешиваются с современными. И в конечном итоге все патогены, которые там были, они тоже уже все с нами</p>
<p>Каждый год на этих отложениях миллионы тонн выходят в окружающую среду, и их просто уносит рекой. И, конечно, организмы, которые там существуют, безусловно, попадают в окружающую среду, смешиваются с современными. И в конечном итоге все патогены, которые там были, они тоже уже все с нами</p>

Впрочем, он призвал не беспокоиться об этом понапрасну: учёный убеждён, что эволюция не могла породить в древние времена ничего такого, о чём у биологов нет никакого представления сейчас.

Ничего революционно нового за это время появиться не могло. В целом вся флора и фауна, все микроорганизмы какие были тогда, такие есть и сейчас. Мы их все более-менее знаем, и какого-то страшного вируса или страшной бактерии, о которой бы мы не знали сейчас, быть не могло

Станислав Малявин

Ведущий автор исследования, научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

<p>Ничего революционно нового за это время появиться не могло. В целом вся флора и фауна, все микроорганизмы какие были тогда, такие есть и сейчас. Мы их все более-менее знаем, и какого-то страшного вируса или страшной бактерии, о которой бы мы не знали сейчас, быть не могло</p>
<p>Ничего революционно нового за это время появиться не могло. В целом вся флора и фауна, все микроорганизмы какие были тогда, такие есть и сейчас. Мы их все более-менее знаем, и какого-то страшного вируса или страшной бактерии, о которой бы мы не знали сейчас, быть не могло</p>

Правда, микробиолог сделал небольшую оговорку: он упомянул, что науке пока далеко не всё известно и не всё ясно о современных бактериях и вирусах.

Подпишитесь на LIFE

  • Google Новости

Комментариев: 0

avatar
Для комментирования авторизуйтесь!

Новости партнеров

Layer 1