September 2, 2018

Выжившие! Но очень маленькие...

Тихоходки полностью оправдывают свое название. Эти крошечные создания, большинства из которых не увидишь без микроскопа или, в крайнем случае, увеличительного стекла, за минуту способны преодолеть не более 2-3 миллиметров. Однако они недаром живут по принципу «тише едешь — дальше будешь». Маленькие водяные медведи, как их еще называют, обладают феноменальной живучестью. Тихоходки обладают поразительной выносливостью. В плохие времена они впадают в анабиоз, втягивают конечности, уменьшаются и принимают вид покрытого восковой оболочкой бочонка. Метаболизм при этом замедляется в десять тысяч раз, а содержание воды в организме уменьшается до одного процента. В благоприятных условиях тихоходка быстро приходит в себя и оживает.

Выглядят маленькие водяные медведи немного нелепо

Тихоходки существовали на планете еще в кембрийском периоде (541–485 миллионов лет назад) и пережили все пять крупных массовых вымираний.

У тихоходок нет дыхательной и кровеносной систем, они дышат кожей, а кровь им в какой-то степени заменяют свободно перемещающиеся по телу клетки — гемоциты, которые запасают питательные вещества и, вероятно, защищают животных от вредных веществ.

Живут маленькие водяные медведи 3-4 месяца, некоторые виды — до двух лет, не считая неблагоприятных периодов пересыхания небольших водоемов или мхов. Некоторые виды тихоходок в таких условиях выживают, впадая в ангидриоз (обезвоживая самих себя). Животные подбирают голову и ноги, съеживаются, чтобы уменьшить поверхность тела, и становятся похожи на бочку. Проницаемость их кутикулы падает. В высушенном состоянии они способны существовать до 30 лет, а при повышении влажности — возвращаться в обычное состояние.

В высушенном состоянии тихоходки демонстрируют чудеса неуязвимости. Они выдерживали тридцатилетнее пребывание при минус 20 градусах Цельсия, а по выходе из него успешно размножались. Тихоходок помещали в жидкий гелий, и они несколько минут выживали при температуре, близкой к абсолютному нулю. Их кидали в жидкий азот (-195,7 градуса Цельсия), в воду, нагретую до 90 градусов, и купали в органических растворителях. Они выживали после 12 часов, проведенных при давлении в 7,5 гигапаскалей (это примерно в 74 тысячи раз выше стандартного атмосферного давления на поверхности Земли). Получив дозу облучения 500-1000 грей, они откладывали яйца, а медианная летальная доза для тихоходок составляла пять тысяч грей (гамма-излучение). Для сравнения, человек умирает через несколько суток после того, как получит дозу облучения 15 грей.

Так в чем же секрет живучести тихоходок ?

Сотрудники Токийского университета с коллегами из других научных центров провели полную расшифровку ядерной ДНК одного из наиболее устойчивых видов тихоходок (всего их известно около тысячи) — Ramazzottius varieornatus. Ученые обнаружили в геноме тихоходки уникальный белок, названный ими Dsup (от англ. damage suppressor — подавляющий повреждения). Он образует с ДНК устойчивые комплексы, вызывая ее агрегацию в ядре. Исследователи предположили, что этот белок может нести функцию защиты генетического материала от радиационного повреждения. Чтобы проверить эту гипотезу, они ввели ген Dsup в культуру эмбриональных человеческих почечных клеток. Затем трансгенные и обычные клетки облучили рентгеновским излучением в дозе 10 грей (такая доза смертельна для человека). Выяснилось, что в экспрессирующих Dsup клетках одноцепочечная фрагментация ДНК под действием радиации составила 16 процентов, а в обычных — 33 процента. Таким образом, белок тихоходки уменьшил повреждение генетического материала более чем вдвое. Опыты с окислителями показали, что он также защищает ДНК от действия активных форм кислорода (АФК). Исследователи отметили, что ранее белков с подобными функциями ни у каких организмов не находили.