Сколько лет человек может жить в анабиозе. Анабиоз - что это за явление? Кто впадает в анабиоз? Роль анабиоза как способа переживания неблагоприятных условий
Анабиоз (лат. anabiosis -- оживление, от др.-греч. бнб- -- «вновь» и вйпт -- «жизнь») - cостояние живого организма, при котором жизненные процессы настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.
Анабиоз наблюдается при резком ухудшении условий существования (низкая температура, отсутствие влаги и др.). При наступлении благоприятных условий жизни происходит восстановление нормального уровня жизненных процессов. Наиболее устойчивы к высушиванию, нагреванию, охлаждению спорообразующие бактерии, грибы, простейшие (образующие цисту). У многоклеточных организмов угнетение жизнедеятельности и ее почти полная остановка вошли в нормальный цикл развития -- семена, споры.
В природе анабиоз не является патентом только животных организмов. Он широко представлен и среди микроорганизмов из царства Protozoa, к которым относятся все виды бактерий и синезеленых водорослей. Анабиоз представлен и в мире растений (низших и высших). У многих микроорганизмов и видов растений природа в своем длительном эволюционном процессе развития создала прекрасное приспособление для впадения в состояние покоя или анабиоза при неблагоприятных условиях. В этом состоянии они могут переживать в течение длительного времени (для некоторых видов бактерий даже миллионы лет!) и при создании нормальных условий восстанавливать свою жизнедеятельность.
Однако, анабиоз - достаточно редкое явление. Он возможен далеко не для всех видов и является крайним состоянием покоя в живой природе. Его необходимое условие - сохранение неповрежденными тонких внутриклеточных структур (органелл и мембран) при высушивании или глубоком охлаждении организмов. Это условие невыполнимо для большинства видов, имеющих сложную организацию клеток, тканей и органов. Таким образом, способность к анабиозу - всеобщее и первичное свойство жизнеспособных тел, не реализуемое только у высших организмов вследствие усложнения их строения и формирования у них других приспособлений к воздействию неблагоприятных факторов среды. Анабиоз существенно отличается от спячки тем, что характеризуется полной приостановкой жизнедеятельности, в то время как во время спячки процессы жизнедеятельности лишь замедляются. Отличие состояния анабиоза от смерти в том, что в последнем случае структуры клетки разрушаются и не могут возобновить свое функционирование.
Способность к анабиозу обнаруживается у видов, имеющих простое или упрощенное строение и обитающих в условиях резкого колебания влажности (пересыхающие мелкие водоемы, верхние слои почвы, подушки мхов и лишайников и т. п.).
Анабиоз может быть «вынужденным» (анабиоз мхов и лишайников в жаркое время суток) и «сезонным» (анабиоз спор микроорганизмов, семян высших растений). В основе анабиоза всегда лежит процесс уменьшения содержания в клетках биологически активной свободной воды в результате: высыхания организма; глубокого охлаждения организма (биологически активная свободная вода переходит в формы, подобные льду); помещения в среду с высокой концентрацией солей (вода выходит из клетки в окружающую среду). При этом если в среднем содержание воды составляет порядка 75-85% массы организма, то в состоянии анабиоза оно снижается до 6-9%. Например, при созревании зерновки пшеницы содержание воды падает от 70-75% до 15-20%, влажность зеленого мха кукушкина льна в сухие дни понижается до 9%.
По мнению П. Ю. Шмидта, в своей основе явление анабиоза охватывает два основных состояния:
- 1) анабиоз при высушивании -- непосредственное высыхание живых организмов. Тесно связан с этим явлением и осмотический анабиоз -- этот своеобразный процесс обезвоживания животных организмов, обитающих в морской воде. В известной степени связана с анабиозом при высушивании и летняя спячка животных вследствие уменьшения количества воды в теле из-за усиленного испарения и недостатка воды в жарких пустынных областях;
- 2) анабиоз при замерзании -- извлечение воды из живого организма вследствие его замерзания, сопровождающееся различными неблагоприятными изменениями при образовании льда.
К такому состоянию принадлежит явление зимней спячки у млекопитающих. При их высокой организации и постоянной температуре тела подавление жизнедеятельности у них более сложное, но все же его трудно резко разграничить с анабиозом при замерзании.
Помимо уменьшения содержания воды в организмах, в состоянии анабиоза происходят и другие изменения: уменьшаются размеры тела, оно становится более плотным; загустевает и уплотняется цитоплазма; органоиды клеток приобретают твердое состояние; ферменты теряют активность; в клетках накапливается глицерин, предохраняющий клетки от чрезмерной деформации при высыхании и растворяющий вредные вещества, концентрирующиеся в клетке вследствие испарения из нее воды; на поверхности клеток образуются плотные оболочки, защищающие содержимое клеток; полностью прекращаются реакции обмена веществ.
При анабиозе организм не растет, не развивается, не стареет. Благодаря этому продолжительность существования организма возрастает во много раз. Продолжительность анабиоза у разных организмов различается: семена многих растений находятся в состоянии анабиоза от конца одного вегетационного периода до другого; мхи и лишайники- от жарких часов суток до повышения влажности воздуха. Установлена жизнеспособность спор аэробной бактерии в мясных консервах, приготовленных примерно 114 лет назад, а также бактерий, образующих споры, в сухой почве в течение 300 лет. При исследовании толщи древнего ледника Центральной Антарктики были обнаружены жизнеспособные микроорганизмы в горизонтах, возраст которых составляет примерно от 8 000 до 13 000 лет. На Аляске в слое замерзшего ила рядом с когтями леммингов, пролежавшими около 15 000 лет, найдены всхожие семена люпина.
Типичным примером анабиоза при высушивании служит так называемая скрытая жизнь семян многих растений, которые могут в сухом состоянии сохранять всхожесть 50 лет и более.
Беспозвоночные -- гидры, черви, усоногие раки, водные и наземные моллюски, некоторые насекомые, а из позвоночных -- земноводные и пресмыкающиеся могут терять 1/2 и даже 3/4 заключенной в их теле воды, впадая в состояние анабиоза, а затем оживать снова.
Если процесс дегидратации идет с нарушением структуры живого белка, то происходит его денатурация (свертывание), и тогда восстановление жизненных процессов становится невозможным.
В настоящее время известно, что существуют некоторые виды бактерий, которые, попадая в неблагоприятные для них условия жизни, превращаются в стойкие образования с плотной многослойной оболочкой, называемые спорами. Это крайне обезвоженные клетки с толстой оболочкой. Такие спорообразующие бактерии преимущественно представляют собой бациллы и клостридии (принадлежащие к семейству Bacillaceae). За длительный эволюционный процесс они выработали прекрасный способ выживания при неблагоприятных для жизни условиях. При помощи спорообразования они повышают свою устойчивость к физическим, химическим и биологическим факторам внешней среды, сохраняясь в анабиотическом состоянии на протяжении многих лет. Они выдерживают даже высушивание в вакууме, очень низкие и высокие температуры (погибают лишь при 120°С). Позже, попадая в подходящие для них условия жизни, они снова возвращали свою жизнедеятельность и болезнетворное действие, становясь причиной опасных заболеваний животных и человека. Спорообразующие возбудители сибирской язвы, ботулизма, столбняка, злокачественных опухолей, газовой гангрены и др., впадая в анабиотическое состояние, долгие годы сохраняют свою жизнеспособность. Этим объясняется затухание на известный период и внезапное проявление некоторых заболеваний у животных. Известны так называемые мертвые поля, где в прежние времена зарывали в землю животных, погибших от сибирской язвы (сейчас их трупы сжигают). Через какой-то отрезок времени люди при распахивании земли или животные на пастбищах могли заразиться (болезнь является зоонозом, т. е. общей для животных и людей). А споры столбняка не погибают даже при температуре, близкой к абсолютному нулю. Стоит только их разморозить, и жизнь снова возвращается к ним.
Как показали опыты по охлаждению насекомых и других мелких животных до t°--90--160° и сперматозоидов кролика до t°--78--183°, оживление животных, впавших в состояние анабиоза, наступает только тогда, когда тканевые жидкости остаются при низкой температуре в переохлажденном, т. е. жидком, состоянии. Это возможно и при мгновенном переходе воды в стекловидную аморфную массу, вследствие чего протоплазма не разрушается. При образовании кристаллов льда, разрушающих структуру клеток и белковых молекул, оживление невозможно.
Явление анабиоза при высушивании и низкой температуре широко распространено среди микроорганизмов. Наиболее стойки к высушиванию, охлаждению и нагреванию спорообразующие бактерии, а также грибки. Споры сибиреязвенной палочки долгие годы не теряют жизнеспособности ни в сухой почве степей и пустынь, ни в замерзшей почве арктической тундры. Многие бактерии, не образующие спор, переносят длительное охлаждение до t° ниже 0°, что позволяет выделять их чистые культуры из трупов и других объектов, в которых при обычных условиях развивается и другая микрофлора. Стойки к высыханию и охлаждению некоторые виды патогенных фильтрующихся вирусов. Явление анабиоза при высушивании и охлаждении используют при изготовлении сухих живых вакцин, длительном сохранении штаммов бактерий, вирусов и клеток опухолей, консервировании тканей для трансплантации. При сохранении микробов, высушенных вместе со специальной средой при низкой температуре, иммунизирующие свойства вакцин не теряются в течение нескольких месяцев и даже лет. Чистые культуры вирусов также сохраняют длительный срок в подсушенных и замороженных тканях восприимчивых животных.
- Перевод
Путешествие в глубокий космос
Мы написали несколько статей на Universe Today о том, насколько сложно будет путешествовать к другим звёздам. Отправка крошечных беспилотных зондов через огромные расстояния между звёздами по-прежнему является научной фантастикой. Но послать людей в такое путешествие? Это вообще непостижимый уровень технологии.Например, ближайшей звездой является Проксима Центавра, расположенная всего в 4,25 световых годах от нас. Для сравнения, космическому кораблю «Вояджер», самому отдалённому объекту, когда-либо построенному людьми, понадобилось бы около 50 000 лет, чтобы совершить это путешествие.
Не знаю, как вы, но я не ожидаю, что буду жить 50 000 лет. Нет, мы, конечно, хотим путешествовать быстрее. Но проблема в том, что ускорение требует много энергии, новых принципов движения, о которых мы пока лишь мечтаем. Более того, если вы полетите слишком быстро, простая пылинка, проплывающая сквозь пространство, станет невероятно опасной.
Основываясь на наших современных технологиях, более вероятно, что нам не придётся спешить во время полёта к другой звезде.
Поверхность планеты Проксима b, вращающейся вокруг красной карликовой звезды Проксима Центавра в представлении художника. Двойная звезда Альфа Центавра AB видна в правом верхнем углу самой Проксимы. Источник изображения: ESO
И если вы собираетесь лететь медленно, у вас есть несколько вариантов. Создать корабль поколений, в котором бы рождались целые поколения людей, проживали жизни, а затем умирали во время сотен или даже тысяч лет полёта к другой звезде.
Представьте, что вы один из таких людей, которым суждено жить и умереть, никогда не увидев конечной цели. Особенно, когда вы смотрите в окно и видите проносящийся мимо корабль с варп-двигателем и счастливыми туристами, направляющимися к Проксиме Центавра. Они дождались приводов для варпа.
Нет, вы бы хотели спать во время полёта к ближайшей звезде, так что, когда вы доберётесь туда, для вас словно не пройдёт времени. И даже если варп-двигатель придумают во время вашего сна, вам не пришлось было видеть самодовольные лица туристов, проносящихся мимо.
Возможен ли анабиоз человека? Можем ли мы растянуть его на долгий срок, чтобы пережить дальний полёт и проснуться снова?
Прежде чем я начну, предположим, что мы никогда не сольёмся с нашими роботами, не загрузим себя в сингулярность и не полетим через пространство в кибернетических телах не зная печали.
По какой-то причине вся эта сингулярность не сработала, или роботы объявили забастовку и больше не захотели заниматься нашей космической разведкой. Итак, работа по освоению космоса вернулась к нам, хрупким, живущим всего 80 лет млекопитающим. Именно нам предстоит изучение Солнечной системы и других звёзд, экспансия человечества в космосе.
Космонавты, изучающие поверхность Марса в представлении художника. Источник изображения: NASA / JSC / Pat Rawlings, SAIC
Ну ладно, мы знаем, что это будут роботы. Но научная фантастика говорит нам совсем другое, поэтому давайте нырнём в неё.
Мы знаем животных, включая млекопитающих, регулярно впадающих в спячку в природе. Чтобы выжить в суровые зимы, они замедляют сердечный ритм до нескольких ударов в минуту. Им не нужно ни есть, ни пить, они живут на запасах жира в течение нескольких месяцев, пока еда не вернётся.
Не только медведи и грызуны впадают в спячку, между прочим есть и пара приматов, включая толстохвостого карликового лемура с Мадагаскара. На генеалогическом древе они находятся не очень далеко от нас, так что есть надежда и на анабиоз человека.
На самом деле, медицина уже занялась человеческим анабиозом чтобы улучшить шансы на выживание после сердечных приступов и инсультов. Современное состояние этой технологии очень многообещающее.
Терапевтическая гипотермия
Учёные используют метод, называемый терапевтической гипотермией, который снижает температуру тела человека на несколько градусов. Они используют пакеты со льдом или холодильники и даже пытаются ввести охлаждённый физраствор в систему кровообращения. При пониженной температуре обмен веществ у человека замедляется, и он оказывается в бессознательном состоянии в оцепенении.Но фокус заключается в том, чтобы не сделать его настолько бессознательным, что человек умрёт. Это тонкая грань.
Результаты были ошеломляющими. Люди оставались в состоянии оцепенения до 14 дней, пройдя несколько циклов.
Терапевтическое использование оцепенения все ещё находится в стадии исследования, и врачи изучают, будет ли оно полезно людям с сердечными приступами, инсультами или даже прогрессированием таких заболеваний, как рак. Они также пытаются выяснить, есть ли какие-либо проблемы, но пока не нашли никаких долгосрочных осложнений при помещении человека в оцепенение.
Пару лет назад SpaceWorks Enterprises представила NASA отчёт о том, как они могут использовать эту терапевтическую гипотермию для длительных космических перелётов в Солнечной системе.
В настоящее время полёт на Марс занимает около 6-9 месяцев. И за это время люди будут тратить драгоценный воздух, воду и пищу. Но в состоянии оцепенения, по оценке SpaceWorks, экипаж сократит свой метаболизм на 50 – 70%. Меньше обмен веществ – меньше ресурсов. И меньше груза, который нужно отправить на Марс.
Космонавтам не нужно передвигаться, так что вы могли бы держать их мило спящими в уютных маленьких капсулах. И они не передрались бы внезапно друг с другом после 6-9 месяцев перелёта.
Мы знаем, что невесомость отрицательно влияет на организм, она проявляется в потере костной массы и атрофии мышц. Обычно астронавты ежедневно тренируются целыми часами, чтобы противодействовать негативным последствиям пониженной силы тяжести. Но SpaceWorks считает, что было бы более эффективно погрузить космонавтов во вращающийся модуль и позволить искусственной гравитации выполнять работу по поддержанию нормального состояния их мышц.
Они предлагают модуль высотой 4 метра и шириной 8 метров. Если вы вращаете его с 20 оборотами в минуту, вы получаете эквивалент земной гравитации. На 11,8 об / мин она похожа на гравитацию Марса. На 7,8 об / мин – на лунную гравитацию.
Обычно быстрое вращение в маленькой капсуле крайне неудобно, так как люди будут испытывать различные силы в разных частях своих тел. Но помните, что экипаж будет в состоянии оцепенения, поэтому им будет всё равно.
Источник изображения: SpaceWork Enterprises, Inc
Текущие планы по отправке колонистов на Марс потребуют 40 тонн продовольствия для 6 человек. Но, согласно SpaceWorks, вы можете уменьшить вес до 15 тонн, если просто погрузите их в сон. И экономия будет ещё больше с большим количеством космонавтов.
Экипаж, вероятно, не будет спать всю дорогу. Вместо этого они будут спать циклами в течение нескольких недель. По очереди, чтобы проснуться, проверить состояние космического корабля и экипажа и вернуться в свои капсулы.
Каково сейчас состояние исследований? NASA финансировало фазу 1 предложения SpaceWorks, а в июле 2016 года NASA занялось фазой 2, в которой будет дополнительно исследовать этот метод для миссий на Марс, и как его можно использовать ещё дальше в Солнечной системе.
Илон Маск должен быть заинтересован в их проекте модуля на 100 человек для отправки колонистов на Марс.
Источник изображения: SpaceWork Enterprises, Inc
Кроме того, Европейское Космическое Агентство также изучает анабиоз человека и возможный способ обеспечения дальнего космического полёта. У них есть планы протестировать технологию на различных не впадающих в спячку млекопитающих, таких как свиньи. Если их результаты будут положительными, мы увидим, как европейцы продвинут эту технологию вперёд.
Прямо сейчас, ответ – нет. У нас нет какой-либо технологии в нашем распоряжении, которая могла бы это сделать. Мы знаем, что микробы могут быть заморожены в течение сотен лет. Сейчас в части Сибири, оттаявшей после веков вечной мерзлоты, пробуждаются древние микробы, вирусы, растения и даже животные. Но ничего, близкого к человеку.
Когда людей замораживают, в их клетках образуются кристаллы льда, разрывающие их. Существует направление исследований, дающее некоторую надежду: крионика. Замена жидкости организма человека антифризом, который не образует разрушающие кристаллы.
Учёные успешно заморозили, а затем разморозили 50 миллилитров (почти четверть чашки) ткани без какого-либо ущерба.
В ближайшие несколько лет мы, вероятно, увидим, как технология будет улучшена для сохранения трансплантируемых органов, целых тел и, возможно, даже людей. Тогда эта идея из научной фантастики, возможно, станет реальностью. И мы, наконец, сможем спать в пути между звёздами.
Анабиоз (от лат. anabiosis — «оживление») — состояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни. По крайней мере, такое определение этому термину дает Биологический энциклопедический словарь.
Коловратка
Анабиоз — широко распространенное явление в животном мире. Например, у насекомых при отрицательных температурах сильно замедляется или практически останавливается все их развитие. В оцепенение могут погружаться летучие мыши, грызуны, некоторые птицы, пресмыкающиеся, амфибии.
Впервые же еще в 1705 году на феномен анабиоза обратил внимание голландский изобретатель микроскопа Антони ван Левенгук. А случилось это после того, как он взял сухой песок, увлажнил его и поместил под окуляр микроскопа. К удивлению Левенгука, неподвижные существа начали двигаться. Это были микроскопические черви — коловратки.
В 1743 году английский естествоиспытатель Джон Тёрбервилл Нидхем наблюдал аналогичное явление у пшеничной нематоды Tylenchus Tritici. Личинки этого червя могли сохраняться не менее двух лет в высушенных зернах пшеницы. Оказавшись же вместе с зернами в почве, личинки нематод «оживали».
В 1777 году итальянский ученый Ладзаро не только подтвердил опыты Левенгука над коловратками, но и открыл тихоходок — микроскопических существ, обитающих во мхах и лишайниках. Оказалось, что и тихоходки, как и коловратки, переносят длительное высушивание и оживают после их увлажнения.
Со временем появилось несколько точек зрения на факторы, позволяющие организмам переносить длительное высушивание. Так, Левенгук предполагал, что коловратки защищены от высыхания плотной оболочкой, удерживающей влагу. В свою очередь, Т. Нидхем считал, что высохшие коловратки сохраняют жизнь без воды и кислорода благодаря каким-то особенностям их организма.
Проходили десятилетия, но интерес к «феномену воскрешения» животных и растений не ослабевал, а, наоборот, привлекал все большее внимание. В конце концов, в 1873 году немецкий ученый Вильгельм Прейер предложил называть это удивительное явление анабиозом.
Многочисленные исследования анабиоза у животных провел русский ученый П.И. Бахметьев. Он изучал воздействие низких температур на физиологию насекомых и млекопитающих, в частности на летучих мышей.
Так, он установил, что температура тела бабочки, помещенной в холодильную камеру, сначала медленно снижалась до — 10 °С, потом быстро поднималась до -1,5 °С, а затем снова падала до -10 °С. Это загадочное явление П.И. Бахметьев назвал температурным скачком.
Давно известно, что вещества могут находиться в одном из трех агрегатных состояний: твердом, жидком и газообразном. При этом твердое состояние подразделяется на кристаллическое и аморфное. И когда некоторые вещества переходят из жидкого состояния в твердое, их молекулы тоже образуют кристаллы.
Так вот, в 1938 году американский ученый Б. Лайет установил, что замерзающие организмы погибают в результате того, что в их телах появляются кристаллы льда, приводящие к разрушению мембран и цитоплазмы клеток.
Конечно, анабиоз — это соответствующая реакция организма на определенные условия внешней среды: в частности, на понижение или повышение температуры. Дело в том, что одни животные к столь опасным для их жизни обстоятельствам запасают еду, другие — мигрируют в более благоприятные и кормные места. А третьи — запасов не делают, остаются на месте, но зато могут погружаться в особое состояние, при котором значительно снижается активность метаболических процессов в организме, что приводит к падению температуры, сердечного ритма, частоты дыхания и т.д.
В зимнюю спячку (гибернация) погружаются многие виды моллюсков, ракообразных, пауков и насекомых, а также рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.
Перед погружением в спячку в организме животного происходят сложные физиологические изменения. Так, в преддверии анабиоза в полостях тела, под кожей, вдоль кишок, в груди накапливается жир. Причем запасы эти довольно значительны. Например, перед спячкой вес сусликов увеличивается в три раза по сравнению с весенне-летним сезоном. А в одном из исследований было показано, что у сурка в июне вес подкожного и внутреннего жира равнялся всего 10—15 г, а в августе — 750—800. Значительные жировые накопления делают сони, ежи, бурые медведи, летучие мыши.
Любопытные явления во время зимней спячки происходят в организме черного медведя барибала. Так, в течение 3—5-месячного сна он каждый день расходует около 4000 калорий, при этом не потребляя ни пищи, ни воды и не удаляя из организма продуктов метаболизма.
Этот феномен исследовали американские ученые. Оказалось, что эти особенности организма медведей обусловлены присутствием особого гормона, еще осенью поступающего в ткани его организма из гипоталамуса.
Однако это исследование не дало ответа на очень важный вопрос: что препятствует накоплению в организме барибала ядовитых продуктов метаболизма, которые у бодрствующего медведя выделяются из тела с мочой? Кроме того, было установлено, что когда температура тела у медведя значительно понижается, его начинает бить дрожь. И продолжается это от двух дней до недели — пока температура не придет в норму.
Однако больше всего удивило исследователей медвежье сердце. Дело в том, что, когда во время зимней спячки медведь делает глубокий вдох и выдох, его сердце в течение 10—20 с совсем не бьется. С чем это связано, ученые тоже пока ответить не могут...
Ученым давно известно, что все звери — от медведя до суслика, — впадающие в зимнюю спячку, регулярно ворочаются в своих норах, пробуждаясь от глубокого сна. А ведь во время этих движений сжигается огромное количество так необходимой животному энергии.
В связи с этим явлением у исследователей появился особый интерес к сусликам, в частности к калифорнийским, которые неделями валяются с температурой тела 5 °С, и целых полгода их сердце стучит с периодичностью всего два удара в минуту.
Однако раз в неделю, как по команде, они просыпаются. И конечно же, в это время температура их тела увеличивается. Причем до целых 37 °С! Если подсчитать, то окажется, что на эти пробуждения животное тратит около 80 % запасенной энергии. Безусловно, это ужасное расточительство. К чему оно?
Чтобы ответить на этот вопрос, американские биологи провели наблюдение над этими зверюшками, взяв в качестве подопытных экземпляров 31 суслика, каждому из которых прикрепили миниатюрные температурные датчики. Когда измученные животные впали в зимнюю спячку, им ввели один из углеводов, который повышает температуру тела у бодрствующих зверьков. Но это никак на спящих сусликов не подействовало. Однако, когда они начали просыпаться, температура их тела тут же повысилась, словно им ввели инъекцию накануне.
В связи с этими результатами напрашивался единственный вывод: когда животное спит, его иммунная система полностью отключается и не реагирует на раздражители.
Планета Земля является подходящим местом для развития самых разных и причудливых . На ней научились жить и сосуществовать всевозможные организмы, от бактерий до человека.
Однако не всегда условия жизни на земле можно назвать идеальными. Иногда многим видам живых организмов, в том числе и человеку, приходится учиться навыкам выживания. Некоторые из них нашли для себя подходящий выход в этом нелегком вопросе. Им стал анабиоз .
Состояние анабиоза характеризуется резким замедлением организма , при котором практически отсутствуют видимые признаки жизни. Суть данного состояния сводится к резкому обезвоживанию организма.
При наступлении благоприятных условии, жизненные процессы восстанавливаются. Если такое обезвоживание приводит к нарушению структуры белка, его свертыванию, наступают необратимые изменения, ведущие к смерти. К такому способу выживания, как правило, прибегают в случае резких перепадов температуры или при отсутствии влаги.
По способу возникновения и качеству анабиоз бывает:
- Вынужденный;
- Сезонный;
- Полный (Настоящий);
- Неполный.
Вынужденный анабиоз организма наступает в результате внезапного возникновения неблагоприятных условий жизни и прекращается после их изменения в благоприятную сторону.
Анабиоз сезонный возникает при определенных стадиях развития организма. Он представляет собой процесс приспособления эмбриона к суровым условиям среды. Этот вид анабиоза характерен для спор, семян, цист эмбрионов ракообразных, личинок комаров.
При полном анабиозе в организме полностью прекращаются биохимические процессы, но способность к жизнедеятельности остается . В природе встречается крайне редко, так как для его возникновения необходимо одновременное сочетание многих условий среды.
Неполный анабиоз встречается намного чаще. Из-за наличия в атмосфере влаги, глубокое высыхание организма невозможно.
Анабиоз и простейшие
Самыми устойчивыми, к неблагоприятным условиям, организмами, считаются спорообразующие бактерии и грибки. Некоторые споры могут долгие годы сохранять свою жизнедеятельность. Их не пугают ни сухие почвы пустынь, ни замерзшие земли Арктики. Анабиоз стал нормальным циклом развития для многих видов семян и спор.
Из-за нескончаемых изменений условий среды обитания, в процессе постоянной адаптации находятся и большинство видов бактерий . Это становится возможным благодаря их беспрецедентной многочисленности, разнообразию форм, повсеместности распространения. Их не пугает ни высота в 80 км, ни глубина водоемов в 11 км, где давление может достигать более 1000 атмосфер. Живые бактерии могут выдерживать смертельные для других дозы радиации.
Хладнокровные и анабиоз
В животном мире истинный анабиоз встречается только у хладнокровных. При этом в их организме происходит накопление особых веществ, антифризов. Они необходимы для предотвращения внутриклеточной кристаллизации воды, что приводит к неминуемой гибели.
Рассмотрим пример лягушки . С наступлением холодов лягушка готовится к самому сложному этапу в своей жизни. Как только она касается льда, поступает сигнал о из центра тела к внутренним органам. Немного погодя, эта вода превращается в твердый лед. Прекращается дыхание, сердцебиение, работа почек. На несколько недель лягушка погружается в предсмертное состояние. В этом виде она напоминает ледышку. Что касается белка, то он чудесным образом переходит в состояние гидрогеля, похожего на сухой желатин. С появлением подходящих условий белок набухает, возвращая к жизни все тело. Главным секретом выживания в таком состоянии является наличие в крови лягушки особой сахарозы, работающей как антифриз. С появлением тепла, сердце лягушки неожиданным образом начинает биться. Постепенно она возвращается к жизни.
Состояние анабиоза встречается и среди некоторых моллюсков . Например, улитка Ампулярия обитает в местах, где частыми бывают периоды засухи. В таких случаях моллюск закапывается в ил и, плотно закрыв крышку, впадает в анабиоз. Такой анабиоз можно назвать вынужденным . При отсутствии суровых условий засухи Ампулярия в спячку не впадает. Виноградная улитка так же регулярно впадает в анабиоз, который длится от 3 до 5 месяцев.
Возможен ли анабиоз человека
Бессмертие
Анабиоз в медицине
Чаще всего анабиоз применяют в медицине для приготовления живых вакцин . Благодаря этому процессу, ученые научились в течение длительного времени сохранять все свойства микробов.
Еще состояние анабиоза применяется при консервации различных органов для их дальнейшей пересадки. Этими органами являются: кожа, кости, костный мозг и аорта . Это стало возможным благодаря тому, что они на некоторое время продолжают оставаться жизнеспособными, даже после прекращения подачи кислорода и при отсутствии кровообращения. Поскольку эти органы и ткани, после их изоляции от организма, остаются живыми, их называют переживающими. Попытки заморозить такие важные органы как сердце, почки, печень, приводят к возникновению все новых трудностей, требующих более тщательных разработок.
Таким образом, анабиоз стал основным способом выживания многих видов живых организмов. Благодаря ему, такие существа смогли не только адаптироваться в суровой среде, но и приобрести необходимые навыки для дальнейшего развития. Ученые продолжают изучать состояние анабиоза с целью применения полученных знаний не только в медицине, но и , биологии и других важных науках. Возможно, такие исследования приведут к появлению новых способов в стремительно ухудшающемся мире. В любом случае, анабиоз продолжает оставаться одной из сложных загадок природы.