Отбеливатель и антифриз — ключ к выживанию арктических животных
Естественные химические вещества — перекись водорода (отбеливатель) и антифриз — помогают арктическим ногохвосткам пережить зиму, запуская процесс криогенной консервации.
Когда температура на Шпицбергене опускается до критической отметки в -2°C, арктические ногохвостки начинают вырабатывать перекись водорода (H2O2), известную как бытовой отбеливатель.
Это запускает процесс обезвоживания, и животные впадают в состояние криогенной заморозки.
Арктическая ногохвостка — это мелкое, похожее на клеща существо, обитающее под камнями в Арктике, где температура может опускаться до -20°C.
Зимой эти существа полностью высыхают, выталкивая всю воду из тела, пока не становятся похожими на «смятый пакет от чипсов», — говорит соавтор исследования доктор Мелоди Кларк из Британской антарктической службы.
Из исследований на дрожжах и грибах было известно, что перекись водорода, вероятно, играет важную роль в процессе обезвоживания. Но её точная роль до сих пор была неясна.
Криогенное высушивание должно происходить очень медленно и «очень контролируемым образом, чтобы они могли пережить зиму и «вернуться к жизни» летом», — объясняет Кларк. «Химические триггеры помогают контролировать и регулировать этот процесс».
«По мере охлаждения животные вырабатывают перекись водорода, которая запускает каскад биохимических процессов», — говорит Кларк. Один из этих процессов необходим для предотвращения замерзания льда в тканях тела.
Ногохвостки производят собственный природный антифриз — сахар трегалозу, — который предотвращает это. Та же теория используется в крионике для сохранения тел людей в надежде на оживление с помощью технологий будущего.
Во время арктических зим больше воды превращается в лёд, оставляя меньше влаги в воздухе.
Это даёт ногохвосткам, в теле которых много воды, идеальную возможность обезвожиться. Они делают свою кожу пористой, чтобы вода естественным образом выходила в сухой воздух.
В таком замёрзшем, сморщенном состоянии ногохвостки остаются под скалами всю зиму, которая может длиться несколько месяцев. С приходом весны лёд тает, повышая количество водяного пара в воздухе и обеспечивая регидратацию.
Это исследование было частью завершённого проекта ЕС «Спящая красавица», целью которого было изучение механизмов, позволяющих животным полностью высыхать, чтобы справляться с экстремальным холодом.
Это лишь одна из нескольких работ, вышедших в рамках исследования ЕС, но теперь финансирование закончилось, а один из главных пионеров в этой области, доктор Роджер Уорленд, вышел на пенсию, что оставляет будущее этого направления исследований неопределённым.