Как тихоходки выживают при заморозке
Тихоходки отлично приспособлены к суровым условиям окружающей среды. Ещё в 2019 году профессор Института биоматериалов и биомолекулярных систем Штутгартского университета Ральф Шилл доказал, что ангидробиотические (высушенные) тихоходки могут годами оставаться неповреждёнными без поглощения воды. Однако было неясно, стареют ли они быстрее или медленнее в замороженном состоянии или же старение вообще останавливается. Теперь эта загадка решена: замороженные тихоходки не стареют.
Тихоходки, также называемые водяными медведями, относятся к семейству нематод. Их походка напоминает медвежью, но на этом сходство заканчивается. Тихоходки размером менее миллиметра в ходе эволюции идеально приспособились к быстро меняющимся условиям и могут высыхать в сильную жару и замерзать в холод. «Они не умирают, а впадают в глубокий сон», — объясняет Шилл.
Гипотеза «Спящей красавицы»
Для клеточного организма заморозка или высыхание вызывают разные виды стресса. Но тихоходки одинаково успешно переносят и жару, и холод, не проявляя явных признаков жизни. Это поднимает вопрос о том, что происходит с их внутренними часами и стареют ли они в этом состоянии покоя.
Для высушенных тихоходок, которые годами ждут в своей среде обитания следующего дождя, Ральф Шилл и его команда ответили на вопрос о старении несколько лет назад. В сказке братьев Гримм принцесса засыпает глубоким сном. Когда принц целует её спустя 100 лет, она просыпается и выглядит так же молодо и красиво, как и прежде. То же самое происходит с тихоходками в высушенном состоянии, поэтому это явление называют гипотезой «Спящей красавицы» (модель «Sleeping Beauty»).
«Во время периодов неактивности внутренние часы останавливаются и возобновляют ход только после реактивации организма, — объясняет Шилл. — Таким образом, тихоходки, которые обычно живут всего несколько месяцев без периодов покоя, могут прожить много лет или даже десятилетий».
До сих пор было неясно, применимо ли это и к замороженным животным. Стареют ли они быстрее или медленнее высушенных, или же старение также останавливается?
Процесс старения останавливается даже при заморозке
Чтобы это выяснить, Шилл и его команда провели несколько экспериментов, в ходе которых заморозили в общей сложности более 500 тихоходок при -30 °C, разморозили их, пересчитали, накормили и снова заморозили. Это повторялось до тех пор, пока все животные не погибли. Параллельно контрольные группы содержались при постоянной комнатной температуре. Если исключить время в замороженном состоянии, сравнение с контрольными группами показало практически идентичную продолжительность жизни. «Таким образом, даже во льду тихоходки останавливают свои внутренние часы, как Спящая красавица», — заключает Шилл.
Шилл и его коллеги опубликовали свои выводы и подход в Journal of Zoology.