Почему пиявка может выжить при температуре в -196 градусов

Группа исследователей из Токио обнаружила, что пиявки вида Ozobranchus jantseanus способны выжить даже после погружения в жидкий азот.

Эти паразиты, обитающие внутри пресноводных черепах, могут быть успешно реанимированы в течение 24 часов после охлаждения до -196 градусов по Цельсию — после размораживания пиявка очень быстро  возвращается к обычной для нее жизни. А при температуре -90 градусов она и вовсе способна просуществовать на протяжении трех лет.

Это открытие ученые сделали после того, как обнаружили живую пиявку внутри замороженной черепахи. Понятно, что черепаха подобного эксперимента не пережила, так как большинство организмов погибает после воздействия столь низких температур из-за вреда, причиняемого замерзшей жидкостью клеткам тканей.

Жидкий азот

При атмосферном давлении жидкий азот кипит при -196 ° С и является криогенной текучей средой, которая может вызвать быстрое замораживание при контакте с живой тканью.  15 апреля 1883 года польские физики Зигмунт Врублевски и Кароль Ольшевски впервые выполнили сжижение азота.

В настоящее время ученые пытаются разгадать, какие именно механизмы помогают O. jantseanus выжить в губительных для любых других существ условиях. Возможно, разгадка этой тайны поможет при разработке методов криоконсервации.

— Организм пиявок обладает каким-то загадочным механизмом, препятствующим их смерти от низких температур, – говорит биохимик Такахиро Кикавада (Takahiro Kikawada). – Мне бы очень хотелось докопаться до сути этого вопроса.

В исследовании, опубликованном в научном журнале PLoS One, говорится, что это открытие особенно интересно, потому что пиявка может выжить после таких низких температур без любого периода акклиматизации или предварительной обработки. Маловероятно, что O. jantseanus сталкивается с такими низкими температурами, а значит и с циклом замораживания и оттаивания в естественной среде. Значит, эта способность возникла не в ответ на какую-то экологическую потребность. По мнению специалистов, скорее всего, эта толерантность к холоду не является средством эволюции, а возникла в ответ на некоторые еще невыясненные адаптации.

Исследователи сообщают, что, помимо прогресса в криогенике, знания о происхождении удивительной способности помогут в реанимации организмов, которые были заморожены под землей в районах вечной мерзлоты, на территории Антарктики и, возможно, даже на других планетах.

Кстати

Один из научных руководителей эксперимента, один из соавторов статьи, биохимик Такахиро Кикавада (Takahiro Kikawada) — один из планируемых к приглашению в Казанский федеральный университет зарубежных ученых.

Анабиоз, крионика и криоконсервации

Анабиоз – состояние организма, при котором в резко неблагоприятных условиях внешней среды (высокая или низкая температура, крайняя сухость и т. п.) жизненные процессы временно замедляются настолько, что все видимые проявления жизни почти полностью отсутствуют. При наступлении благоприятных условий организм вновь возвращается к активной жизни. Во время анабиоза дыхание, сердцебиение и другие  функции могут происходить, но обнаружить их возможно только при помощи электронного оборудования.

Крионика (от греч. κρύος — холод, мороз) — сохранение в состоянии глубокого охлаждения («криоконсервация», «криосохранение») людей и животных в надежде на то, что в будущем их удастся оживить и при необходимости — вылечить.

Криоконсерва́ция (от греч. κρύος — холод и лат. conservo — сохраняю) — низкотемпературное хранение живых биологических объектов с возможностью восстановления их биологических функций после размораживания. Как правило, криоконсервацию осуществляют при температуре −196 °C, помещая капсулы с биологическими объектами в жидкий азот. Лишь некоторые клеточные культуры, а также бактерии могут быть эффективно криоконсервированы без предварительной подготовки.