Выжившие в мерзлоте
В образцах почв, отобранных в вечномерзлых отложениях на севере Якутии, на берегу реки Колыма, ученые обнаружили жизнеспособных нематод возрастом 46 тыс. лет. Плейстоценовые нематоды успешно были выведены из состояния криптобиоза (анабиоза) и смогли развиваться и размножаться в лабораторных условиях. На сегодняшний день это самый длительный зарегистрированный криптобиоз многоклеточных животных в природе.
На протяжении ряда лет сотрудники лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (ИФХиБПП РАН) в Пущино изучали древних нематод и их потомков совместно с коллегами из МГУ им. М. В. Ломоносова и международным коллективом исследователей из Германии, Великобритании и Ирландии, а затем опубликовали статью, в которой описали найденный вид и попытались разобраться в механизмах выживания организмов в вечной мерзлоте.
Сон длиной в 46 тыс. лет
Нематоды (от греческого слова «нима», что означает «нить») — микроскопические многоклеточные организмы, относящиеся к типу круглых червей. Данная почвенная нематода оказалась представителем нового вида, и ей дали название по месту находки на Колыме — Panagrolaimus kolymaensis. Возраст нематод ученые определили с высокой точностью с помощью радиоуглеродного анализа органических остатков — веток кустарников, которые находились в норе арктических сусликов, на глубине 40 м от поверхности, вместе с героями сенсации — древними нематодами. Исследователи выяснили, что почвенная нематода находилась в состоянии криптобиоза последние 46 тыс. лет в сибирской вечной мерзлоте. Стоит упомянуть, что в 2021 году вышла публикация той же лаборатории с описанием коловратки — также микроскопического многоклеточного животного, пережившего криптобиоз длительностью 24 тыс. лет.
Выживание в экстремальных условиях в течение длительного периода времени — задача, на которую способны немногие организмы. Здесь стоит отметить, что послужившие материалом для исследования два экземпляра жизнеспособных нематод были обнаружены в одной из более чем 350 исследованных проб разновозрастной арктической мерзлоты. Означает ли это, что у этих двух экземпляров оказались удачные условия для криоконсервации или они все же сумели лучше остальных приспособиться к экстремальной среде? И если да, то как им это удалось?
«Главная цель нашей дальнейшей работы,— изучить механизмы, позволяющие многоклеточному организму переживать столь длительный криптобиоз в мерзлоте,— поясняет главный автор этого исследования Анастасия Шатилович.— Для ответов на такие вопросы нужны молекулярные, геномные, биохимические исследования, которые требуют значительных затрат и соответствующей приборной базы, поэтому часть работы была выполнена совместно с зарубежными коллегами».
Тайная жизнь
Стратегии выживания организмов в неблагоприятных или экстремальных условиях, к которым относят и низкие температуры, известны как анабиоз, или криптобиоз, сопровождающийся замедлением метаболизма до минимального уровня. Криптобиоз — в переводе с древнегреческого «тайная жизнь». Это, например, приостановка жизнедеятельности экстермофильных бактерий и вирусов под воздействием неблагоприятных условий окружающей среды. Однако криптобиоз наблюдается не только у бактерий, но и у более сложных одноклеточных и многоклеточных организмов. Причем чем сложнее организм, тем реже можно видеть примеры сохранения жизнеспособности после длительного пребывания в условиях вечной мерзлоты.
Успешный выход из криптобиоза продолжительностью в тысячи лет чаще наблюдается у простейших (амебы, инфузории, жгутиконосцы) и впервые был обнаружен у многоклеточных животных — нематод, коловраток, а также у семян растений. Исследования зарубежных коллег показали, что некоторые насекомые в виде личинок могут выживать в таком «замершем» состоянии десятки и сотни лет. Например, личинки комаров-звонцов. Тело личинки «высыхает» и становится невосприимчивым к экстремальным условиям окружающей среды. Что же касается более сложных животных организмов, то там счет идет на небольшие сроки — чаще всего в состоянии криптобиоза животные переживают зиму.