Маленькие животные пережили жару, обезвожившись

Новости МирТесен

Тихоходки, как правило, весьма чувствительны к повышенным температурам и погибают при нагревании выше 37 °C. Однако, находясь в состоянии анабиоза, они способны выдерживать значительно более экстремальные условия окружающей среды. Исследования показали, что обезвоженное тело тихоходки обладает пониженной теплопроводностью, благодаря чему обеспечивается защита от перегрева.

Тихоходки – это микроскопические беспозвоночные, появившиеся на Земле более полумиллиарда лет назад и сумевшие пережить пять крупных эпизодов массового вымирания. Эти животные обладают исключительной устойчивостью: они способны выдерживать условия вакуума, воздействие ионизирующего излучения, давление в шесть тысяч атмосфер и даже пребывание в открытом космосе. Это становится возможным благодаря состоянию анабиоза, во время которого их метаболизм практически приостанавливается, что повышает устойчивость к неблагоприятным факторам.

Определённые виды тихоходов способны выдерживать температуру до 100 °C, находясь в состоянии анабиоза. Долгое время оставался невыясненным вопрос о том, какой физиологический процесс обеспечивает им защиту от перегрева.

В исследовании, опубликованном в Journal of the Royal Society Interface, индийские биофизики нагревали активных и обезвоженных тихоходок в течение одного часа при разных температурах. Каждый эксперимент повторили три раза, используя по 10 особей в группе. Все активные тихоходки погибали уже при 45 °C. Те, что находились в состоянии анабиоза, примерно в 90% выжили после 60 °C, около 50% — после 70 °C, а 10% перенесли нагрев до 85 °C.

Для выяснения причины столь резкого увеличения выживаемости, тихоходок поместили в специализированную вакуумную камеру. Тепло подавалось через медный наконечник, соприкасавшийся с одним краем тихоходки. Температуру измеряли с помощью медного блока, расположенного с противоположной стороны. Нагреватель включали и плавно увеличивали силу тока до 100 миллиампер, поддерживая его в течение 70 минут. По изменениям температуры медного блока ученые определяли теплопроводность этих организмов.

Исследователи выделили три ключевых показателя: объем тепла, проходящего через организм, скорость теплопередачи и степень влияния тела на процесс нагрева. Результаты показали, что у подвижных тихоходок наблюдается более интенсивный теплообмен и ускоренная передача тепла, тогда как у тихоходок в состоянии анабиоза эти показатели ниже. Коэффициент теплопроводности активной тихоходки составил 0,62 ватта на метр-кельвин, что сопоставимо с теплопроводностью хитинового покрова насекомых или кожи человека.

Уменьшение теплопроводности за счет обезвоживания организма позволяет тихоходкам активировать дополнительные защитные механизмы. В частности, в таком состоянии внутри их клеток начинают накапливаться специфические белки. При высыхании эти белки трансформируются в структуру, напоминающую стекло – этот процесс известен как витрификация. Образующийся гель также способствует снижению теплопроводности, что увеличивает вероятность их выживания.

Крупные животные используют различные способы теплоизоляции – шерсть у млекопитающих и оперение у птиц. Недавнее исследование выявило, что тихоходки также способны модифицировать свои физические характеристики для повышения шансов на выживание.