https://am.sputniknews.ru/20230819/ozhili-i-razmnozhayutsya-chto-mozhno-obnaruzhit-v-vechnoy-merzlote-64596282.html
Ожили и размножаются: что можно обнаружить в вечной мерзлоте
Ожили и размножаются: что можно обнаружить в вечной мерзлоте
Sputnik Армения
Некоторым организмам удается возвращаться к жизни после долгих лет заморозки: дрожжам, семенам растений, микробам. А ряд беспозвоночных — нематоды (круглые... 19.08.2023, Sputnik Армения
2023-08-19T09:24+0400
2023-08-19T09:24+0400
2023-08-19T09:24+0400
ученые
рф
якутия
животные
https://cdn.am.sputniknews.ru/img/07e7/07/1e/63669994_0:34:1600:935_1920x0_80_0_0_6a845028f61e42e568a0954f3a0aa036.jpg
ЕРЕВАН, 18 авг — Sputnik. Крохотных червей, которые провели в вечной мерзлоте 46 тыс лет, вернули к жизни. Это абсолютный рекорд для многоклеточных организмов. О том, как российские ученые добились столь сенсационного результата, — в репортаже Владислава Стрекопытова, РИА Новости.При замораживании в клетках образуется лед, а ткани обезвоживаются, что представляет серьезную угрозу для жизни. Но организм морозостойких лягушек вырабатывает особые вещества — криопротекторы, природные антифризы. Они не кристаллизуются при охлаждении, как водные растворы, а переходят в твердое аморфное состояние. Это называется витрификацией. Постепенно заменяя водные растворы, криопротекторы образуют с биомолекулами такие же, как вода, водородные связи, необходимые для правильного функционирования белков и ДНК. Это позволяет сохранить на какое-то время целостность ДНК и физиологическую структуру тканей.Уникальная лабораторияВ лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения (ИФХиБПП) РАН в Пущино уже более 40 лет изучают палеобиоту вечной мерзлоты. Из образцов, собранных в полярных регионах, ученые выделили и описали различные виды бактерий, архей, зеленых водорослей, инфузорий, амеб, гигантских вирусов, из семян возрастом 32 тыс. лет вырастили жизнеспособное цветочное растение (смолевку). Но мировую сенсацию произвели мелкие беспозвоночные.Сначала в мерзлых породах бассейна реки Алазея на северо-востоке Якутии обнаружили бделлоидную коловратку — микроскопическое многоклеточное животное, обитающее в пресных водах. Организм извлекли из образца, взятого при бурении на глубине 3,5 м. Радиоуглеродный анализ показал возраст 24 тыс. лет. Примечательно, что животное не только очнулось после размораживания, но и начало активно размножаться партеногенезом (без оплодотворения).Абсолютный рекорд криптобиоза среди многоклеточных принадлежит нематодам: 46 тыс лет. Крошечных червей размером меньше полмиллиметра обнаружила в вечной мерзлоте в нижнем течении Колымы старший научный сотрудник лаборатории Анастасия Шатилович. Они тоже оказались самками, способными размножаться партеногенетически.Это большая удача, поскольку в данном случае потомки одной особи — ее полные клоны. Исходных животных давно нет (срок жизни круглых червей — чуть больше месяца), а ученые продолжают генетические и другие исследования. За время, прошедшее после открытия, уже сменилось более ста поколений нематод.Доказательства древностиНематоды есть везде — в воде, почве, плодах растений, внутри живых существ. Нужно было доказать, что найденные особи изначально находились в вечной мерзлоте, а не были занесены в пробы случайно. Филогенетический анализ позволил сделать вывод, что они принадлежат к неизвестному ранее виду рода Panagrolaimus, генетически отличающемуся от современных нематод. Ему дали имя Panagrolaimus kolymaensis в честь места находки на реке Колыма."Некоторые нематоды очень плохо различаются по внешним признакам. Сначала, основываясь на морфологии и результатах филогенетического анализа, мы с некоторой долей условности отнесли древних нематод к современному виду Panagrolaimus detritophagus. Но когда получили филогенетическое дерево по 60 генам, выяснилось, что это не просто другой вид: он отличается от других известных видов Panagrolaimus, и это косвенно свидетельствует о его древности", — говорит Анастасия Шатилович.Анастасия добавляет, что она и до этого не сомневалась в стерильности образцов. Методика отбора проб из мерзлых пород отрабатывалась годами. Материал для исследований берут только из центральной части ледяного керна, полученного колонковым бурением без каких-либо реагентов или промывочных жидкостей. Ну и конечно, тщательно следят, чтобы ни на одном из этапов отбора и транспортировки проба не подвергалась разморозке."Все, что оттаяло, уже непригодно для изучения", — уточняет ученый."Гнездовой" методЕсть у исследователей из ИФХиБПП РАН еще один прием, благодаря которому сделали множество находок."На первом этапе отбирали образцы разного возраста и состава, создавали в лаборатории универсальные условия культивирования и смотрели, кто вырастет, — рассказывает старший научный сотрудник Андрей Абрамов. — Была задача получить информацию о микроорганизмах для разных периодов мерзлоты — от десятков и сотен до нескольких миллионов лет".Толщи льда и мерзлого грунта сами по себе не очень богаты органикой, поэтому бурение вслепую не приносило успеха. Не хватало биоматериала и для датирования пород. Тогда сотрудник лаборатории доктор биологических наук Станислав Губин предложил отбирать пробы из погребенных почв и нор сусликов, которые сохранились в вечной мерзлоте нетронутыми с плейстоцена.Странные объекты размером с футбольный мяч, представляющие собой смерзшийся ком шерсти, растительных остатков, семян, перьев и всего, что затащил к себе в гнездо суслик, делая запасы на зиму, периодически находили в обнажениях речных обрывов, но не придавали им особого значения. На деле оказалось, что норы — бесценный источник палеонтологической информации. К тому же их не так сложно обнаружить."Погребенные норы в основном сконцентрированы в довольно узком слое мерзлых отложений, относящихся к периоду позднеплейстоценового потепления, когда в Арктике гуляли мамонты, — объясняет Шатилович. — Зимой их содержимое замерзало и не всегда потом размораживалось. Что-то сравнительно быстро захоранивалось в вечной мерзлоте. Для криоконсервации это идеально. Дериваты гниющих растительных тканей содержат естественные криопротекторы, образующиеся при разложении органики. И микроорганизмов в таких местах значительно больше, чем в окружающем грунте. Нора — это просто подарок судьбы".Образец с нематодами извлекли из такой норы на глубине 40 метров. Радиоуглеродная датировка показала, что они замерзли 45-47 тысяч лет назад.В ожидании "древних монстров"Из-за глобального потепления многолетняя мерзлота тает. В связи с этим нередко высказывают опасения, что в экосистемы вернутся древние вирусы, бактерии и даже многоклеточные организмы. Исследователи уверены: никакого риска нет.Во-первых, речь идет о слишком коротких промежутках времени с точки зрения биологической эволюции. Ученые считают, что 50 и даже сто тысяч лет назад видовой состав был примерно такой же, как сейчас. Во-вторых, мерзлые грунты ежегодно оттаивают в огромных количествах, размываются реками, из которых люди столетиями берут воду. Если бы в вечной мерзлоте было хоть что-то опасное, мы бы давно об этом знали. Намного большую тревогу вызывают мутации современных вирусов, а организмы из вечной мерзлоты и так давным-давно с нами.В лаборатории криологии почв продолжат изучение палеобиоты мерзлых пород в поисках новых, возможно, еще более древних видов. Ученые надеются, что их открытия помогут полнее понять механизмы криптобиоза и позволят создать технологии долгосрочного хранения тканей и органов для практического применения в биологии и медицине.
https://am.sputniknews.ru/20221029/smert-zatailas-vo-ldakh-drevnie-virusy-vozvraschayutsya-50551342.html
https://am.sputniknews.ru/20221121/udar-po-genetike-chem-grozit-chelovechestvu-stremitelnoe-vymiranie-pchel-51587961.html
рф
якутия
Sputnik Армения
media@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rosiya Segodnya“
2023
Sputnik Армения
media@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rosiya Segodnya“
Новости
ru_AM
Sputnik Армения
media@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rosiya Segodnya“
Sputnik Армения
media@sputniknews.com
+74956456601
MIA „Rosiya Segodnya“
ученые, рф, якутия, животные
ученые, рф, якутия, животные
Ожили и размножаются: что можно обнаружить в вечной мерзлоте
Некоторым организмам удается возвращаться к жизни после долгих лет заморозки: дрожжам, семенам растений, микробам. А ряд беспозвоночных — нематоды (круглые черви), тихоходки, коловратки — способны, замерзая, сохранять жизнеспособность на протяжении десятилетий.
ЕРЕВАН, 18 авг — Sputnik. Крохотных червей, которые провели в вечной мерзлоте 46 тыс лет, вернули к жизни. Это абсолютный рекорд для многоклеточных организмов. О том, как российские ученые добились столь сенсационного результата, — в репортаже Владислава Стрекопытова,
РИА Новости.
Немногие животные могут выдержать длительные заморозки. Самые известные примеры: аляскинская лесная лягушка, обитающая в Канаде и на севере США, древесная лягушка, которая живет в Японии, Китае и Корее. С наступлением холодов они впадают в состояние криптобиоза (с греческого kryptós — "скрытый" и bíos — "жизнь"), покрываются льдом, сердце у них останавливается, кровь перестает циркулировать, легкие не работают. А с приходом весны земноводные снова оживают.
При замораживании в клетках образуется лед, а ткани обезвоживаются, что представляет серьезную угрозу для жизни. Но организм морозостойких лягушек вырабатывает особые вещества — криопротекторы, природные антифризы. Они не кристаллизуются при охлаждении, как водные растворы, а переходят в твердое аморфное состояние. Это называется витрификацией. Постепенно заменяя водные растворы, криопротекторы образуют с биомолекулами такие же, как вода, водородные связи, необходимые для правильного функционирования белков и ДНК. Это позволяет сохранить на какое-то время целостность ДНК и физиологическую структуру тканей.
В лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения (ИФХиБПП) РАН в Пущино уже более 40 лет изучают палеобиоту вечной мерзлоты. Из образцов, собранных в полярных регионах, ученые выделили и описали различные виды бактерий, архей, зеленых водорослей, инфузорий, амеб, гигантских вирусов, из семян возрастом 32 тыс. лет вырастили жизнеспособное цветочное растение (смолевку). Но мировую сенсацию произвели мелкие беспозвоночные.
Сначала в мерзлых породах бассейна реки Алазея на северо-востоке Якутии обнаружили бделлоидную коловратку — микроскопическое многоклеточное животное, обитающее в пресных водах. Организм извлекли из образца, взятого при бурении на глубине 3,5 м. Радиоуглеродный анализ показал возраст 24 тыс. лет. Примечательно, что животное не только очнулось после размораживания, но и начало активно размножаться партеногенезом (без оплодотворения).
Абсолютный рекорд криптобиоза среди многоклеточных принадлежит нематодам: 46 тыс лет. Крошечных червей размером меньше полмиллиметра обнаружила в вечной мерзлоте в нижнем течении Колымы старший научный сотрудник лаборатории Анастасия Шатилович. Они тоже оказались самками, способными размножаться партеногенетически.
Это большая удача, поскольку в данном случае потомки одной особи — ее полные клоны. Исходных животных давно нет (срок жизни круглых червей — чуть больше месяца), а ученые продолжают генетические и другие исследования. За время, прошедшее после открытия, уже сменилось более ста поколений нематод.
Нематоды есть везде — в воде, почве, плодах растений, внутри живых существ. Нужно было доказать, что найденные особи изначально находились в вечной мерзлоте, а не были занесены в пробы случайно. Филогенетический анализ позволил сделать вывод, что они принадлежат к неизвестному ранее виду рода Panagrolaimus, генетически отличающемуся от современных нематод. Ему дали имя Panagrolaimus kolymaensis в честь места находки на реке Колыма.
"Некоторые нематоды очень плохо различаются по внешним признакам. Сначала, основываясь на морфологии и результатах филогенетического анализа, мы с некоторой долей условности отнесли древних нематод к современному виду Panagrolaimus detritophagus. Но когда получили филогенетическое дерево по 60 генам, выяснилось, что это не просто другой вид: он отличается от других известных видов Panagrolaimus, и это косвенно свидетельствует о его древности", — говорит Анастасия Шатилович.
Анастасия добавляет, что она и до этого не сомневалась в стерильности образцов. Методика отбора проб из мерзлых пород отрабатывалась годами. Материал для исследований берут только из центральной части ледяного керна, полученного колонковым бурением без каких-либо реагентов или промывочных жидкостей. Ну и конечно, тщательно следят, чтобы ни на одном из этапов отбора и транспортировки проба не подвергалась разморозке.
"Все, что оттаяло, уже непригодно для изучения", — уточняет ученый.
Есть у исследователей из ИФХиБПП РАН еще один прием, благодаря которому сделали множество находок.
"На первом этапе отбирали образцы разного возраста и состава, создавали в лаборатории универсальные условия культивирования и смотрели, кто вырастет, — рассказывает старший научный сотрудник Андрей Абрамов. — Была задача получить информацию о микроорганизмах для разных периодов мерзлоты — от десятков и сотен до нескольких миллионов лет".
Толщи льда и мерзлого грунта сами по себе не очень богаты органикой, поэтому бурение вслепую не приносило успеха. Не хватало биоматериала и для датирования пород. Тогда сотрудник лаборатории доктор биологических наук Станислав Губин предложил отбирать пробы из погребенных почв и нор сусликов, которые сохранились в вечной мерзлоте нетронутыми с плейстоцена.
Странные объекты размером с футбольный мяч, представляющие собой смерзшийся ком шерсти, растительных остатков, семян, перьев и всего, что затащил к себе в гнездо суслик, делая запасы на зиму, периодически находили в обнажениях речных обрывов, но не придавали им особого значения. На деле оказалось, что норы — бесценный источник палеонтологической информации. К тому же их не так сложно обнаружить.
"Погребенные норы в основном сконцентрированы в довольно узком слое мерзлых отложений, относящихся к периоду позднеплейстоценового потепления, когда в Арктике гуляли мамонты, — объясняет Шатилович. — Зимой их содержимое замерзало и не всегда потом размораживалось. Что-то сравнительно быстро захоранивалось в вечной мерзлоте. Для криоконсервации это идеально. Дериваты гниющих растительных тканей содержат естественные криопротекторы, образующиеся при разложении органики. И микроорганизмов в таких местах значительно больше, чем в окружающем грунте. Нора — это просто подарок судьбы".
Образец с нематодами извлекли из такой норы на глубине 40 метров. Радиоуглеродная датировка показала, что они замерзли 45-47 тысяч лет назад.
В ожидании "древних монстров"
Из-за глобального потепления многолетняя мерзлота тает. В связи с этим нередко высказывают опасения, что в экосистемы вернутся древние вирусы, бактерии и даже многоклеточные организмы. Исследователи уверены: никакого риска нет.
Во-первых, речь идет о слишком коротких промежутках времени с точки зрения биологической эволюции. Ученые считают, что 50 и даже сто тысяч лет назад видовой состав был примерно такой же, как сейчас. Во-вторых, мерзлые грунты ежегодно оттаивают в огромных количествах, размываются реками, из которых люди столетиями берут воду. Если бы в вечной мерзлоте было хоть что-то опасное, мы бы давно об этом знали. Намного большую тревогу вызывают мутации современных вирусов, а организмы из вечной мерзлоты и так давным-давно с нами.
В лаборатории криологии почв продолжат изучение палеобиоты мерзлых пород в поисках новых, возможно, еще более древних видов. Ученые надеются, что их открытия помогут полнее понять механизмы криптобиоза и позволят создать технологии долгосрочного хранения тканей и органов для практического применения в биологии и медицине.
