Loading

Як і люди, більшість тварин ненавидять холод. З настанням зими деякі види зариваються глибоко під землю і йдуть в сплячку. Птахи мігрують в теплі краї, подалі від морозу. А чи знаєте ви, що на Землі існують дивні тварини, які надходять зовсім інакше? Вони переносять стан, при якому фактично їх тіло замерзає.

Таємниця цих дивовижних тварин

Вчені все ще далекі від розгадки таємниці цих дивовижних видів дикої природи, які так люблять замерзати. Але якщо з комахами все більш-менш зрозуміло, то, як нам пояснити цю особливість у ссавців? Науці відомий ховрах арктичний – єдине теплокровна ссавець, температура тіла якого може доходити до негативних показників. Якщо вченим вдасться розкрити таємницю ховраха арктичного, це допоможе розробити методику для заморожування людських органів, призначених для трансплантації, без яких би то не було ушкоджень.Температура тіла

Інші переваги вивчення феномена

Всі ми знаємо про прагнення деяких відомих особистостей заморозити своє тіло після смерті в надії на те, що коли-небудь науці вдасться їх воскресити. Вивчення особливостей організму ховраха арктичного може допомогти просунутися і в цьому напрямку.

Проблема для живих організмів

Негативні температури дійсно є великою проблемою для живих істот. Вода під впливом мінусових температур розширюється і замерзає, перетворюючись на лід. Тіло людини на 70% складається з рідини. За нашими судинах тече кров. Це актуально і для тварин. Коли волога в організмі живої істоти замерзає, кристали льоду, які формують розширення, викликають розрив клітин. При цьому тіло гине. Єдиним способом виживання на морозі для тварин бачиться знаходження способу запобігання кристалізації всередині клітин організму.

Способи запобігання кристалізації

Що ви робите для того, щоб запобігти замерзанню рідини в радіаторі власного автомобіля? Ви заливаєте антифриз, кріопротектор, що запобігає утворенню льоду за рахунок зниження точки замерзання води. Яку хитрість використовує деревна жаба, здатна виживати в умовах субарктических температур протягом декількох тижнів поспіль? Про це розповість Джон Констанцо, співробітник лабораторії екофізіологіческой кріобіології в Університеті Майамі, штат Огайо.кристали льоду

За словами вченого, толерантні до заморожування організми використовують різні хитрощі. Команда фахівців на чолі з Джоном Констанцо була першою групою дослідників, що розглянула крайню толерантність до заморожування у деревних жаб Аляски. Як виявилося, все жаби вижили в умовах заморозки тіла до -14 градусів. У чому ж секрет цього виду?

Створення природного кріопротектори

Трохи раніше ми не дарма говорили про «кріопротектор». Щось подібне створює в своєму тілі деревна жаба. Речовини, що запобігають формування кристалів льоду всередині клітин організму, знижують точку замерзання. Хімічні кріопротектори, розчиняючись у воді, утворюють міцні зв’язки з її молекулами. Деревні жаби виробляють сечовину, глікоген і глюкозу. Цей складний склад і допомагає тримати удар тілу в умовах низьких температур. Також група дослідників виявила в організмах деревних жаб індуковані гени, відповідальні за транспортування глюкози в клітини.

Як протистоять холодів рослини і комахи?

Хребетні тварини і комахи виробляють білки природного антифризу, які при замерзанні організму зв’язуються з кристалами льоду і запобігають їх зростання. З’єднання ліпідів з вуглеводами, або гліколіпіди, використовуються в якості захисту від замерзання рослинами і жуками. Однак в 2014 році вчені виявили подібні з’єднання і в організмі деревної жаби.тварини

Рекордсменами серед видів, які практикують заморозку, вважаються безхребетні. Багато членистоногі, таргани і гусениці легко переносять заморозку рідини тіла до -25 градусів. Абсолютно особливим видом серед безхребетних можна вважати червоного плоского короеда. Цей чудовий жук, зустрічається на Алясці, замерзає до -50 градусів за Цельсієм. Продовжуючи список видів, згадаємо антарктичних мошок, які замерзають до позначки -20 градусів.

Вироблення екстремальних білків-антифризів

Що стосується червоного плоского короеда, то для глибокого переохолодження він здатний виробляти більш високий рівень білків-антифризів і кріопротекторів. Це допомагає мінімізувати утворення льоду навіть в умовах найекстремальніших температур тіла. Однак всі ці чудові досягнення хребетних і безхребетних видів ніяк не пояснюють морозильні «подвиги» арктичного ховраха.

Інші види захисту

Брайан Барнс з Інституту арктичної біології в Університеті Аляски займається вивченням глибокого сну арктичного ховраха ось уже два десятиліття. Вчений розповідає, що цей вид не використовує ніяких криопротекторов для захисту власного організму від замерзання клітин. У крові цієї тварини також не було виявлено ніяких з’єднань білків-антифризів. Які альтернативні методи захисту від замерзання? Для цього розглянемо арктичну мошку, яка користується одним з таких способів протистояння смерті.Температура тіла

дегідратація

Для того щоб уникнути всіх проблем, пов’язаних із замерзанням клітин, на час сплячки комаха практично повністю позбавляється від води. Це абсолютно логічно, адже якщо немає ніякої вологи, не буде і кристалів льоду при замерзанні. Якщо більшість комах під час холодів здатні безболісно позбавлятися тільки від 20-30% вологи в тілі, то арктична мошка виживає з втратою води до 70%. Саме критичне зневоднення лежить в основі здатності мошки замерзати до -20 градусів за Цельсієм.

Під час замерзання метаболізм комах повністю зупиняється, і вони здаються млявими. Але як же цього стану вдається досягти? Вчені пояснюють цей феномен захисту так: коли середовище проживання мошок замерзає, лід, що оточує комах, сам витягає вологу з їхніх тіл. Однак те, що характерно для дрібних комах, цілком згубно для ссавців. Втрата вологи для них дійсно рівнозначна смерті.

Здатність утворювати лід поза клітинами

Ще одним прийомом живих організмів проти замерзання є, на перший погляд, не зовсім логічний процес. Деякі види утворюють в своєму організмі зародки крижаних кристалів. Але якщо такі сполуки отримати в потрібному місці, то лід утворюється не в самих клітинах, а між ними. Освіта «позаклітинного» льоду не здатна привести до миттєвої смерті організму. Таким чином еволюція пристосовувала деякі види до виживання в умовах відсутності кисню. Зазначені сполуки були виявлені у комах, молюсків і рослин, а також в крові у деревних жаб.кристали льоду

висновок

Тіло арктичного ховраха може замерзати до температури – 3 градуси, при цьому він не гине. Вчені висунули таку теорію. Перед тим як впадати в сплячку, арктичні ховрахи позбавляють свої тіла від структуроутворювачі льоду. Однак, як ми вже відзначали, точний механізм, як і раніше залишається для вчених загадкою. Можливо, ховрахи досягають цього шляхом створення маскувальних агентів, які нейтралізують зазначені речовини ще до того, як лід може утворитися в їх тілі.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Top