Анабиоз - что это за явление? Кто впадает в анабиоз? Роль анабиоза как способа переживания неблагоприятных условий

В природе существуют механизмы, защищающие растения и животных от пагубных воздействий окружающей среды, климатических и экологических условий. Одни впадают в спячку, другие приостанавливают развитие, но самый совершенный способ выживания - анабиоз. Что это такое и кто в него впадает, рассмотрим в статье ниже.

Определение

В переводе с древнегреческого анабиоз означает «возвращение к жизни». Определение анабиоза согласно "Википедии" - это временное прекращение или торможение процессов жизнедеятельности под влиянием внешних либо внутренних факторов. Все протекающие в организме процессы (дыхание, пульс и т. д.) замедленны настолько, что определяются только с применением специального оборудования.

В состояние анабиоза живые организмы впадают при резкой смене условий существования в худшую сторону. После улучшения условий начинается восстановительный период и переход к привычному для жизнедеятельности режиму.

Роль в природе

В природе анабиоз встречается не только среди животных организмов. Он широко распространен среди микроорганизмов, в числе которых бактерии и некоторые виды водорослей. Анабиоз также представлен в растительном мире.

Научно-исследовательской работой ученых доказана роль анабиоза как способа переживания неблагоприятных условий. Они сделали вывод, что в процессе эволюции отдельные виды растений и микроорганизмов приспособились впадать в состояние анабиоза и находиться в нем от нескольких месяцев до миллионов лет, а затем возобновлять естественные процессы жизнедеятельности.

Классификация

В природе выделяют два вида анабиоза:

• Вынужденный анабиоз. Данный вид наступает на любом этапе развития организма, происходит это по причине значительного неблагоприятного воздействия окружающей среды и прекращается при улучшении условий существования.
• Сезонный (онтогенетический) анабиоз. Такое состояние возникает на определенном этапе онтогенеза организмов. Кроме того, он характеризуется способностью эмбриона приспосабливаться к негативному влиянию внешней среды обитания, к примеру, когда яйца ракообразных находятся в состоянии покоя.

Относительно характера изменений воды и ее количества в организмах, в связи с которым произошел переход к состоянию анабиоза, также можно определить некоторые виды:

1. Что это - анабиоз, вызванный высыханием организмов? Для обозначения данного состояния зачастую используется термин - ангидробиоз, что, по мнению некоторых биологов, не совсем верное определение. Обусловлено это невозможностью полной потери жидкости при переходе к анабиозу.
2. Глубокая заморозка, в результате которой происходит спячка. Процесс обусловлен переходом воды в состояние льда и носит название криоанабиоз.
3. Анабиоз, вызванный нахождением живого организма в условиях повышенной концентрации солей и осмотического давления, в результате чего происходит извлечение воды из тканей. Как правило, такое состояние именуется осмотическим анабиозом.

Высушивание и замерзание

Ярко выраженным примером анабиоза при высушивании являются семена, некоторые из них сохраняют всхожесть спустя многие десятилетия.

Впадают в анабиоз и беспозвоночные виды: черви, наземные моллюски, некоторые насекомые и раки, среди позвоночных отдельные экземпляры земноводных и пресмыкающихся способны терять от 50 до 75 % воды, впадать в анабиоз и спустя время оживать. Современной наукой были выявлены некоторые виды бактерий, которые в условиях анабиоза образуют споры. Они представляют собой обезвоженные клетки с плотной оболочкой. Благодаря спорообразованию они в разы повышают устойчивость практически ко всем факторам внешней среды.

Говоря об анабиозе, вызванном замерзанием, отмечают не только снижение содержания воды, но и ряд других изменений, таких как уменьшение и уплотнение тела, потеря активности ферментов, загустение цитоплазмы, полное прекращение метаболизма.

Во время анабиоза организм не претерпевает никаких изменений в росте, развитии и взрослении, благодаря этому его существование во много раз продлевается. Наибольшей стойкостью к замерзанию и высушиванию отличаются бактерии, грибки и отдельные виды патогенных вирусов.

Стадии

Глубина оцепенения напрямую зависит от концентрации остаточной жидкости, а спячке предшествует процесс накопления жировой ткани. Время нахождения организма в одном из состояний и условия для его поддержания подразделяют на следующие стадии:

1. Это анабиоз, что был вызван глубоким обезвоживанием (в исключительных случаях 100%), может продолжаться десятки, сотни, а иногда и тысячи лет. Идеальное такое состояние характеризуется полным удалением свободной жидкости из организма, при этом вся молекулярно-связующая вода остается. В случае, когда свободная вода осталась в организме, процесс хоть и в замедленном темпе, но продолжается и рано или поздно приведет к гибели клетки. Удаление молекулярно-связующей воды также со временем погубит организм. В случае абсолютного удаления свободной жидкости и полной сохранности молекулярно-связанной живой организм может находиться в анабиозе неограниченное время.
2. Диапауза - это частичное обезвоживание организма, в котором он может пребывать не столь длительный срок, как при анабиозе.
3. Оцепенение. Перед наступлением данного состояния организмы накапливают жидкость, не способную замерзнуть. В среднем оцепенение может длиться год или немногим больше.
4. Спячка. В качестве подготовки к спячке животные организмы накапливают жировые отложения, которые обеспечивают выживание. В таком состоянии они могут пребывать несколько месяцев, в редких случаях - год.

Кто впадает в анабиоз из животного мира?

Наряду с насекомыми и микроорганизмами в состояние анабиоза способны впадать высшие позвоночные. Науке известны примеры обнаружения во льдах мерзлых ящериц, которые оживали после их размораживания. При этом важно отметить, что некоторые представители хладнокровных провели там несколько десятилетий. Но еще более удивительны примеры обнаружения во льдах теплокровных животных, которые пребывали в состоянии, близком к анабиозу.

Таким образом не лучшие климатические условия могут переждать ежи и тушканчики, мало того, разбудить их не представляется возможным никаким известным способом. В свое время в качестве эксперимента в анабиоз вводились летучие мыши и кролики.

Среди бесхвостых земноводных интересным для науки экземпляром является лягушка в анабиозе. Ученые выясняют, почему она не замерзает во льду. Известно, что лягушки находятся на открытом воздухе, когда начинается похолодание, и сидят, пока не оцепенеют. В процессе замораживания в их крови происходят изменения - увеличивается количество глюкозы. Благодаря процессу тело лягушки становится похожим на желеобразную массу, в которой не образуются кристаллы льда и не травмируют клетки организма.

Анабиоз растений

Вблизи моря можно часто найти сухие корочки, мало напоминающие растения, однако если опустить их в воду, они приобретают цвет, распрямляются и превращаются в водоросли. Это пример анабиоза растений. Даже низшие многоклеточные организмы имеют способность переходить в состояние анабиоза.

Растения, анабиоз которых наступает в результате высыхания, имеют общую способность оживать после дождя. Речь идет о некоторых видах лишайника, мха и водорослей. Несмотря на убеждение, что растения без воды погибают, для них это нормальные условия жизнеобеспечения.

Невозможно не упомянуть об анабиозе семян, которые могут храниться годами, при этом сохраняя свою всхожесть. Один из удивительных примеров - найденные в торфяных болотах семена лотоса тысячелетней давности, из которых впоследствии было выращено растение.

Анабиоз человека

Исследования по анабиозу человека активно ведутся и по сей день. Введенные в данное состояние теплокровные животные дают основания предполагать, что и человек может пребывать в анабиозе. Что это значит для нашего вида? Для этого должен быть осуществлен ряд подготовительных работ:

1. Усыпление человека.
2. Замена крови специальным физиологическим раствором, который не будет иметь способность замораживаться.
3. Тело погрузить в капсулу с жидким азотом.
4. Такой контейнер хранится при низких температурах в подвалах.

Но исследования пока не подтвердили факт удачной разморозки человека. При этом ученые склоняются к тому, что мозг после таких манипуляций будет безвозвратно поврежден.

Некоторое время назад было предложено погружать космонавтов в состояние анабиоза для совершения длительных межгалактических путешествий. Это даст возможность поддерживать жизнедеятельность астронавта в течение длительного времени и экономить необходимые ресурсы.

Многочисленные лаборатории по всему миру ежедневно проводят самые различные исследования, цель которых искусственно погружать человека в состояние анабиоза.

Планета Земля является подходящим местом для развития самых разных и причудливых . На ней научились жить и сосуществовать всевозможные организмы, от бактерий до человека.

Однако не всегда условия жизни на земле можно назвать идеальными. Иногда многим видам живых организмов, в том числе и человеку, приходится учиться навыкам выживания. Некоторые из них нашли для себя подходящий выход в этом нелегком вопросе. Им стал анабиоз .

Состояние анабиоза характеризуется резким замедлением организма , при котором практически отсутствуют видимые признаки жизни. Суть данного состояния сводится к резкому обезвоживанию организма.

При наступлении благоприятных условии, жизненные процессы восстанавливаются. Если такое обезвоживание приводит к нарушению структуры белка, его свертыванию, наступают необратимые изменения, ведущие к смерти. К такому способу выживания, как правило, прибегают в случае резких перепадов температуры или при отсутствии влаги.

По способу возникновения и качеству анабиоз бывает:

• Вынужденный;
• Сезонный;
• Полный (Настоящий);
• Неполный.

Вынужденный анабиоз организма наступает в результате внезапного возникновения неблагоприятных условий жизни и прекращается после их изменения в благоприятную сторону.

Анабиоз сезонный возникает при определенных стадиях развития организма. Он представляет собой процесс приспособления эмбриона к суровым условиям среды. Этот вид анабиоза характерен для спор, семян, цист эмбрионов ракообразных, личинок комаров.

При полном анабиозе в организме полностью прекращаются биохимические процессы, но способность к жизнедеятельности остается . В природе встречается крайне редко, так как для его возникновения необходимо одновременное сочетание многих условий среды.

Неполный анабиоз встречается намного чаще. Из-за наличия в атмосфере влаги, глубокое высыхание организма невозможно.

Анабиоз и простейшие

Самыми устойчивыми, к неблагоприятным условиям, организмами, считаются спорообразующие бактерии и грибки. Некоторые споры могут долгие годы сохранять свою жизнедеятельность. Их не пугают ни сухие почвы пустынь, ни замерзшие земли Арктики. Анабиоз стал нормальным циклом развития для многих видов семян и спор.

Из-за нескончаемых изменений условий среды обитания, в процессе постоянной адаптации находятся и большинство видов бактерий . Это становится возможным благодаря их беспрецедентной многочисленности, разнообразию форм, повсеместности распространения. Их не пугает ни высота в 80 км, ни глубина водоемов в 11 км, где давление может достигать более 1000 атмосфер. Живые бактерии могут выдерживать смертельные для других дозы радиации.

Хладнокровные и анабиоз

В животном мире истинный анабиоз встречается только у хладнокровных. При этом в их организме происходит накопление особых веществ, антифризов. Они необходимы для предотвращения внутриклеточной кристаллизации воды, что приводит к неминуемой гибели.

Рассмотрим пример лягушки . С наступлением холодов лягушка готовится к самому сложному этапу в своей жизни. Как только она касается льда, поступает сигнал о из центра тела к внутренним органам. Немного погодя, эта вода превращается в твердый лед. Прекращается дыхание, сердцебиение, работа почек. На несколько недель лягушка погружается в предсмертное состояние. В этом виде она напоминает ледышку. Что касается белка, то он чудесным образом переходит в состояние гидрогеля, похожего на сухой желатин. С появлением подходящих условий белок набухает, возвращая к жизни все тело. Главным секретом выживания в таком состоянии является наличие в крови лягушки особой сахарозы, работающей как антифриз. С появлением тепла, сердце лягушки неожиданным образом начинает биться. Постепенно она возвращается к жизни.

Состояние анабиоза встречается и среди некоторых моллюсков . Например, улитка Ампулярия обитает в местах, где частыми бывают периоды засухи. В таких случаях моллюск закапывается в ил и, плотно закрыв крышку, впадает в анабиоз. Такой анабиоз можно назвать вынужденным . При отсутствии суровых условий засухи Ампулярия в спячку не впадает. Виноградная улитка так же регулярно впадает в анабиоз, который длится от 3 до 5 месяцев.

Возможен ли анабиоз человека

Бессмертие

Анабиоз в медицине

Чаще всего анабиоз применяют в медицине для приготовления живых вакцин . Благодаря этому процессу, ученые научились в течение длительного времени сохранять все свойства микробов.

Еще состояние анабиоза применяется при консервации различных органов для их дальнейшей пересадки. Этими органами являются: кожа, кости, костный мозг и аорта . Это стало возможным благодаря тому, что они на некоторое время продолжают оставаться жизнеспособными, даже после прекращения подачи кислорода и при отсутствии кровообращения. Поскольку эти органы и ткани, после их изоляции от организма, остаются живыми, их называют переживающими. Попытки заморозить такие важные органы как сердце, почки, печень, приводят к возникновению все новых трудностей, требующих более тщательных разработок.

Таким образом, анабиоз стал основным способом выживания многих видов живых организмов. Благодаря ему, такие существа смогли не только адаптироваться в суровой среде, но и приобрести необходимые навыки для дальнейшего развития. Ученые продолжают изучать состояние анабиоза с целью применения полученных знаний не только в медицине, но и , биологии и других важных науках. Возможно, такие исследования приведут к появлению новых способов в стремительно ухудшающемся мире. В любом случае, анабиоз продолжает оставаться одной из сложных загадок природы.

Анабиоз наблюдается при резком ухудшении условий существования (низкая температура, отсутствие влаги и др.). При наступлении благоприятных условий жизни происходит восстановление нормального уровня жизненных процессов. Наиболее устойчивы к высушиванию, нагреванию, охлаждению спорообразующие бактерии , грибы , простейшие (образующие цисту). У многоклеточных организмов замедление жизнедеятельности и её почти полная остановка вошли в нормальный цикл развития - семена , споры .

Мельчайшие организмы (например, эмбрионы до восьми клеток) могут быть криоконсервированы и потом восстановлены. Некоторые из них существуют в анабиозе до 13 лет.

Животные, впадающие в анабиоз, могут терять половину и даже три четверти заключённой в тканях воды. Анабиоз по сравнению с оцепенением и спячкой сопровождается более глубоким подавлением жизнедеятельности.

Явление анабиоза при высушивании и охлаждении используется для приготовления сухих живых вакцин , длительного хранения клеточных культур, консервирования тканей и органов.

Имеются данные о возможности введения млекопитающих в состояние анабиоза с помощью таких газов, как углекислый газ , аргон , сероводород и пр.

Эксперименты

Температурное индуцирование анабиоза

Понижение температуры вещества снижает химическую активность по уравнению Аррениуса . Это включает в себя такие жизненные процессы, как метаболизм .

Гипотермический диапазон

В июне 2005 года ученые Центра исследований проблем реаниматологии им. П. Сафара, Питтсбургского университета объявили о том, что им удалось погрузить собак в анабиоз и впоследствии вернуть их к жизни, практически без повреждений головного мозга . Для этого у животных была выкачана кровь и заменена инъекционным раствором, которым заполнили всю кровеносную систему для удержания живого организма в охлажденном состоянии. По окончанию трёх часов клинической смерти кровь была возвращена в кровеносную систему, а сердцебиение было восстановлено электрическим разрядом. После чего сердце начало процесс кровообращения в нормальном режиме. Таким образом животные были возвращены к жизни.

20 января 2006 года врачи Центральной больницы Бостона , штат Массачусетс , объявили о помещении свиней в анабиоз подобным методом. Свиньям была проведена анестезия и сымитирована кровопотеря с помощью скальпеля, как при тяжелых травмах (например, проколотая аорта , как это могло бы произойти в автокатастрофе или при огнестрельном ранении). После того, как свиньи потеряли приблизительно половину их крови, остающаяся кровь была заменена охлажденным физиологическим раствором . После того как температура тела достигла 10 ° C (50 ° F) поврежденные кровеносные сосуды были восстановлены, и кровь была возвращена. Этот метод был проверен 200 раз с 90%-м показателем успешности.

Криогенный диапазон

Это понятие носит теоретический характер и часто воспринимается неверно. Человек неспособен пережить анабиоз при криогенных (экстремально низких) температурах из-за повреждений в результате кристаллизации воды в организме. Пределы современной технологии и техники также недостаточны для предотвращения потери жизнеспособности клеток. Специалисты в области крионики работают над технологиями, принципиально отличающимися от парадигм анабиоза.

Для полноценной реализации анабиоза необходим надёжный метод для предотвращения повреждения клеток. Вследствие охлаждения и других физических ограничений в сочетании с токсичностью криопротектора , успешную витрификацию в лаборатории можно реализовать только для небольшого количества тканей. Также существует лишь ограниченные доказательства того, что это в принципе возможно, потому что только мельчайшие организмы могут быть подвергнуты безопасной заморозке и витрификации. Исследования по свободноживущей нематоде показали, что воспоминания могут быть восстановлены, и такие организмы могут пережить витрификацию приблизительно с 100%-ми показателями успешности.

Химическое индуцирование анабиоза

22 апреля 2005 года в научном журнале Science была опубликована статья, сообщающая об успешной симуляции гипотермического анабиоза у мышей. Полученные данные имеют большое значение, так как мыши не впадают в спячку в природе. Лаборатория Марка Б. Рота в Центре Исследований рака Фреда Хатчинсона в Сиэтле , штат Вашингтон , поместили мышей в камеру на 6 часов, наполненную смесью, в которой на миллион частиц воздуха приходилось 80 частиц сероводорода . Температура тела мышей снизилась до 13 ° C и обмен веществ замедлился в 10 раз, что определили по выработке углекислого газа и потреблению кислорода . Они также вызвали гипоксию на эмбрионах нематоды и эмбрионах рыбы Данио-рерио , погрузив их в многочасовой анабиоз с последующей реанимацией кислородом.

Центральная больница Массачусетса в Бостоне по тому же методу провела гибернацию мышей. Их сердечный ритм замедлили с 500 до 200 ударов в минуту, дыхание упало с 120 до 25 дыханий в минуту, а температура тела понизилась до 30 °C (естественный: 39 °C). После двух часов дыхания воздухом без сероводорода состояние мышей вернулось в норму. Необходимы дальнейшие исследования для понимания, оказывает ли газ разрушающее воздействие на мозг, принимая во внимание, что влияние сероводорода на организм подобно водородному цианиду ; это не замедляет скорость метаболизма, а скорее запрещает передачу энергии в клетке через АТФ.

Эксперименты на овцах под снотворным и на частично вентилируемых под наркозом свиньях не увенчались успехом. Предположительно, что в случае с крупными млекопитающими это может оказаться неосуществимым. Во всяком случае долгосрочный анабиоз не был реализован.

Анабиоз человека

Работы по анабиозу человека пока находятся в начальной стадии теоретических разработок и опытов над животными. Но первые успехи по погружению в анабиоз теплокровных животных, в частности, мышей , позволяют предполагать, что принципиальных препятствий для осуществления анабиоза человека не существует.

Погружение космонавтов в анабиоз было предложено как один из способов для длительного межзвёздного или межгалактического путешествия человечества. В таком случае отпадает необходимость в корабле поколений . Нужны лишь «смотрители», контролирующие наибольшую часть замороженного населения корабля. Это позволит значительно экономить ресурсы, необходимые для поддержания жизнедеятельности экипажа и пассажиров.

С 1970-х искусственно вызванная гипотермия была использована для некоторых кардиохирургических операций, как альтернатива аппаратам «искусственное сердце - лёгкие» . Однако охлаждение обеспечивало ограниченное количество времени для работы, и существовал риск повреждения тканей и головного мозга .

В настоящее время создано много научно-исследовательских проектов изучающих, как вызвать «искусственную спячку» в организме человека. Это погружение в состояние анабиоза будет также очень полезным по целому ряду причин, таких как спасение жизни тяжелобольных или травмированных людей. Состояние глубокой гипотермии поможет выиграть время при ожидании медицинской помощи.

Фактические примеры выживания людей, находящихся длительное время в состоянии гипотермии:

• 1999 год. Анна Бодженхолм , шведский радиолог , пробыла в ледяном озере подо льдом в течении 40 мин в состоянии гипотермии. Её температура тела снизилась до 13,7 °C (56.7 °F). После реанимационных мер пришла в себя практически без повреждений головного мозга.

См. также

Примечания

1. (неизв.) .
2. Longest frozen embryo baby born , BBC News (6 July 2005). Проверено 14 января 2009.
3. Triplets born 13 years apart , Times Online (6 July 2005). Проверено 24 января 2010.
4. Mihm, Stephen . Zombie Dogs , The New York Times (11 December 2005).
5. Alam HB, Rhee P, Honma K, Chen H, Ayuste EC, Lin T, Toruno K, Mehrani T, Engel C, Chen Z. (2006). “Does the rate of rewarming from profound hypothermic arrest influence the outcome in a swine model of lethal hemorrhage?”. J Trauma . Ncbi.nlm.nih.gov. 60 (1): 134-146. DOI :10.1097/01.ta.0000198469.95292.ec . PMID .
6. Doctors claim suspended animation success , The Sydney Morning Herald (20 January 2006). Проверено 10 октября 2006.
7. Left between life and death: First "suspended animation" trials set to begin in bid to buy time for stabbing and gunshot victims .
8. Cryonet 2008 Suspended Animation vs Cryonics
9. Fahy, Gregory M.; Wowk, Brian (2015). “Principles of Cryopreservation by Vitrification”. Methods in Molecular Biology . 1257 : 30-33. DOI :10.1007/978-1-4939-2193-5_2 . ISSN 1064-3745 .
10. Vita-More, Barranco. «Persistence of Long-Term Memory in Vitrified and Revived C. elegans.» Rejuvenation Research doi: 10.1089/rej.2014.1636

АНАБИОЗ (от греч. слова-anabiosis), в прямом переводе означает возвращение к жизни, оживление, воскрешение (Ргеуег, 1880 г.). Оживление предполагает предшествующею ему смерть или состояние «скрытой жизни». В связи с этим, часто под словом А. разумеют не оживление, а «скрытую жизнь» или временную приостановку жизненных функций. Анабиоз в последнем смысле слова означает не жизнь, т.к. при А. нет жизненных отправлений, но и не смерть, т. к. возможно возвращение к жизни; смерть же-явление необратимое. Главным фактором А. является отнятие воды от протоплазмы путем ее высушивания при высокой t°, замораживания или повышения концентрации солей в окружающей среде. Последнее явление часто наблюдается в соленых озерах и морских лиманах в летние периоды. Возможность А. в смысле временного, но полного прекращения всех жизненных функций, не может считаться вполне доказанной; однако, при понижении t° ниже 0°, при сильном высыхании или при удалении кислорода жизненные функции (дыхание, движение и пр.) могут быть настолько понижены у нек-рых животных и растений, что практически может итти речь об остановке жизненных функций и последующем их восстановлении, т. е. об анабиозе.-Анабиоз семян растений. Декандоль (Decan-dolle) держал семена при температуре -37-53° в течение 118 дней, после чего большинство семян сохранило всхожесть. Го-роци и Искомо держали семена различных растений при t°-183-192° около пяти суток с тем же результатом. Беккерель просушивал семена люцерны, пшеницы, горчицы, плесневые грибки и бактерии в безвоздушном пространстве при t° 40-45° в присутствии безводной окиси бария, жадно поглощающей влагу. Подобные семена, помещенные в запаянные трубки с абсолютным вакуумом, оставаясь в течение трех недель при t° жидкого воздуха (-183°) и более трех суток при t° испаряющегося жидкого водорода (-250°), обнаруживали через год высокую всхожесть. В условиях опыта Бек-кереля семена оставались без воды и кислорода при t°, к-рая исключала течение химических реакций. В этом случае есть основание говорить об А. семян.-Ж и в о т н ы е, как правило, менее выносливы, чем семена растений. Лишь немногие из них способны возвращаться к жизни после сколько-нибудь значительного высыхания или пребывания при низкой t°, В естественных условиях высокой способностью к оживлению после высыхания обладают обитатели мхов и лишайников-микроскопические животные из группы червей (нек-рые коловратки, тихоходки и нек-рые свободно живущие круглые черви). Коловратки и тихоходки способны «оживать» даже после 50-дневного пребывания над серной кислотой под колоколом воздушного насоса при давлении воздуха лишь в 4 мм, т.е. после почти абсолютной степени обезвоживания их тканей. Яркая форма А. описана у круглого червя- угрицы, паразитирующего в зернах пшеницы. Угрицы могут оживать в воде после десятка лет хранения их в высушенных пшеничных зернах. Дождевые черви способны восстанавливать свои функции даже после потери 75% воды, содержащейся в их теле, при возвращении их во влажную среду. Были поставлены многочисленные опыты с приостановкой жизненных явлений путем понижения t° и последующего их восстановления при оттаивании. Многие опыты с оживлением многоклеточных животных (в том числе позвоночных) после их охлаждения ниже 0° изобилуют противоречиями. В большинстве опытов исследователи вели учет лишь внешней t°, что не дает правильного представления о падении t° тела. Интересно, однако, отметить, что после осторожного оттаивания куска льда, взятого зимою из пруда, можно убедиться, что многие из замерзших в нем планктонных животных оживают. Описаны случаи, когда хорошо промерзшие рыбы, лягушки и нек-рые пресмыкающиеся возвращались к жизни. Более планомерные опыты с учетом t° тела вели русские исследователи Бахметьев и Кодис. П. И. Бахметьев утверждает, что восстановление жизненных процессов после временного, но полного их прекращения, возможно у насекомых, позвоночных и даже у млекопитающих (летучие мыши). Помещая животное в двустенный ящик с охладительными смесями, Бахметьев следил за изменением t° подопытных животных при помощи термо-электриче-ской иглы и пришел к выводу, что возможно возвращение к жизни бабочки, лягушки или летучей мыши даже после того, как все их соки замерзли и t° тела пала до -10°. Исследования Бахметьева о возможности возвращения к жизни животного после того, как его соки затвердели и приостановилось движение крови, сердцебиение и движение грудной клетки (напр., у летучей мыши), представляют высокий интерес, но его утверждение, что в условиях опыта все соки затвердели и полностью прекратились жизненные функции, оспаривается. Особенно демонстративные результаты дают бактерии. Макфайден в лаборатории Дюара сжижал лабораторный воздух, пропуская его через сосуд, охлаждающийся при t° жидкого водорода (-252°). Получившийся сжиженный воздух был перенесен на различные стерильные питательные среды при помощи стерильной кисточки. На этих средах при пемп. 37° развились 44 вида бактерий, обычно встречающихся в воздухе. Другими словами, бактерии воздуха сохранили жизнеспособность при температуре ЖИДКОГО воздуха. М. Завадовский. А. у микробов. Можно считать, что среди микробов нет таких, к-рые не могли бы переносить продолжительного постепенного высушивания. Особенно стойки в этом отношении спороносные бактерии. Стойкость спор многих бактерий колоссальна. В качестве примера могут быть приведены споры тетануса, ботулинуса, ряда сапрофитов (напр., В. mesentericus и др.). Высушивание до постоянного веса они переносят в течение довольно продолжит, времени (5-10 мин.), даже при 160°. Высушенные споры бо-тулинуса переносят нагревание при температуре кипения в течение 6-8 часов, споры сенной палочки переносят пребывание в течение нескольких дней при t° жидкого гелия (-267°, -269°) и т. п. Микробы, не обладающие способностью спорообразования, также переносят продолжительное высыхание, особенно если они подвергаются высушиванию, resp. замораживанию, вместе с тем субстратом, в к-ром они находятся. При высушивании вместе с субстратом, вокруг бактериальных клеток образуются плотные, непроницаемые белковые или иные оболочки, предохраняющие от вредных внешних влияний, способствующие более постепенному и равномерному высыханию живой протоплазмы. В этом нужно видеть причину более длительного сохранения указанных выше микробов, т. к. известно, что повторные высушивания и пропитывания водой, resp. замораживания и оттаивания, происходящие в течение короткого срока, особенно губительно действуют на живое вещество, нарушая тончайшее его строение. Известна длительность сохранения жизнеспособности палочек tbc, стрептококков и т. д., высушенных вместе с мокротой. Высушивание пневмококков и стрептококков вместе с кровью или органами убитого ими животного и замораживание или высушивание оспенной вакцины являются обычным приемом для сохранения жизнеспособности и вирулентности их. Способность глицерина консервировать некоторые вирусы (оспенный, бешенства и др.) может быть объясняема его высушивающим действием. Лит.: Шмидт П. Ю., Анабиоз, Л., 1923 (там же подробная литература).А. Чельный.

Анабиоз (от лат. anabiosis — «оживление») — состояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни. По крайней мере, такое определение этому термину дает Биологический энциклопедический словарь.

Коловратка

Анабиоз — широко распространенное явление в животном мире. Например, у насекомых при отрицательных температурах сильно замедляется или практически останавливается все их развитие. В оцепенение могут погружаться летучие мыши, грызуны, некоторые птицы, пресмыкающиеся, амфибии.

Впервые же еще в 1705 году на феномен анабиоза обратил внимание голландский изобретатель микроскопа Антони ван Левенгук. А случилось это после того, как он взял сухой песок, увлажнил его и поместил под окуляр микроскопа. К удивлению Левенгука, неподвижные существа начали двигаться. Это были микроскопические черви — коловратки.

В 1743 году английский естествоиспытатель Джон Тёрбервилл Нидхем наблюдал аналогичное явление у пшеничной нематоды Tylenchus Tritici. Личинки этого червя могли сохраняться не менее двух лет в высушенных зернах пшеницы. Оказавшись же вместе с зернами в почве, личинки нематод «оживали».

В 1777 году итальянский ученый Ладзаро не только подтвердил опыты Левенгука над коловратками, но и открыл тихоходок — микроскопических существ, обитающих во мхах и лишайниках. Оказалось, что и тихоходки, как и коловратки, переносят длительное высушивание и оживают после их увлажнения.

Со временем появилось несколько точек зрения на факторы, позволяющие организмам переносить длительное высушивание. Так, Левенгук предполагал, что коловратки защищены от высыхания плотной оболочкой, удерживающей влагу. В свою очередь, Т. Нидхем считал, что высохшие коловратки сохраняют жизнь без воды и кислорода благодаря каким-то особенностям их организма.

Проходили десятилетия, но интерес к «феномену воскрешения» животных и растений не ослабевал, а, наоборот, привлекал все большее внимание. В конце концов, в 1873 году немецкий ученый Вильгельм Прейер предложил называть это удивительное явление анабиозом.

Многочисленные исследования анабиоза у животных провел русский ученый П.И. Бахметьев. Он изучал воздействие низких температур на физиологию насекомых и млекопитающих, в частности на летучих мышей.

Так, он установил, что температура тела бабочки, помещенной в холодильную камеру, сначала медленно снижалась до — 10 °С, потом быстро поднималась до -1,5 °С, а затем снова падала до -10 °С. Это загадочное явление П.И. Бахметьев назвал температурным скачком.

Давно известно, что вещества могут находиться в одном из трех агрегатных состояний: твердом, жидком и газообразном. При этом твердое состояние подразделяется на кристаллическое и аморфное. И когда некоторые вещества переходят из жидкого состояния в твердое, их молекулы тоже образуют кристаллы.

Так вот, в 1938 году американский ученый Б. Лайет установил, что замерзающие организмы погибают в результате того, что в их телах появляются кристаллы льда, приводящие к разрушению мембран и цитоплазмы клеток.

Конечно, анабиоз — это соответствующая реакция организма на определенные условия внешней среды: в частности, на понижение или повышение температуры. Дело в том, что одни животные к столь опасным для их жизни обстоятельствам запасают еду, другие — мигрируют в более благоприятные и кормные места. А третьи — запасов не делают, остаются на месте, но зато могут погружаться в особое состояние, при котором значительно снижается активность метаболических процессов в организме, что приводит к падению температуры, сердечного ритма, частоты дыхания и т.д.

В зимнюю спячку (гибернация) погружаются многие виды моллюсков, ракообразных, пауков и насекомых, а также рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.

Перед погружением в спячку в организме животного происходят сложные физиологические изменения. Так, в преддверии анабиоза в полостях тела, под кожей, вдоль кишок, в груди накапливается жир. Причем запасы эти довольно значительны. Например, перед спячкой вес сусликов увеличивается в три раза по сравнению с весенне-летним сезоном. А в одном из исследований было показано, что у сурка в июне вес подкожного и внутреннего жира равнялся всего 10—15 г, а в августе — 750—800. Значительные жировые накопления делают сони, ежи, бурые медведи, летучие мыши.

Любопытные явления во время зимней спячки происходят в организме черного медведя барибала. Так, в течение 3—5-месячного сна он каждый день расходует около 4000 калорий, при этом не потребляя ни пищи, ни воды и не удаляя из организма продуктов метаболизма.

Этот феномен исследовали американские ученые. Оказалось, что эти особенности организма медведей обусловлены присутствием особого гормона, еще осенью поступающего в ткани его организма из гипоталамуса.

Однако это исследование не дало ответа на очень важный вопрос: что препятствует накоплению в организме барибала ядовитых продуктов метаболизма, которые у бодрствующего медведя выделяются из тела с мочой? Кроме того, было установлено, что когда температура тела у медведя значительно понижается, его начинает бить дрожь. И продолжается это от двух дней до недели — пока температура не придет в норму.

Однако больше всего удивило исследователей медвежье сердце. Дело в том, что, когда во время зимней спячки медведь делает глубокий вдох и выдох, его сердце в течение 10—20 с совсем не бьется. С чем это связано, ученые тоже пока ответить не могут...

Ученым давно известно, что все звери — от медведя до суслика, — впадающие в зимнюю спячку, регулярно ворочаются в своих норах, пробуждаясь от глубокого сна. А ведь во время этих движений сжигается огромное количество так необходимой животному энергии.

В связи с этим явлением у исследователей появился особый интерес к сусликам, в частности к калифорнийским, которые неделями валяются с температурой тела 5 °С, и целых полгода их сердце стучит с периодичностью всего два удара в минуту.

Однако раз в неделю, как по команде, они просыпаются. И конечно же, в это время температура их тела увеличивается. Причем до целых 37 °С! Если подсчитать, то окажется, что на эти пробуждения животное тратит около 80 % запасенной энергии. Безусловно, это ужасное расточительство. К чему оно?

Чтобы ответить на этот вопрос, американские биологи провели наблюдение над этими зверюшками, взяв в качестве подопытных экземпляров 31 суслика, каждому из которых прикрепили миниатюрные температурные датчики. Когда измученные животные впали в зимнюю спячку, им ввели один из углеводов, который повышает температуру тела у бодрствующих зверьков. Но это никак на спящих сусликов не подействовало. Однако, когда они начали просыпаться, температура их тела тут же повысилась, словно им ввели инъекцию накануне.

В связи с этими результатами напрашивался единственный вывод: когда животное спит, его иммунная система полностью отключается и не реагирует на раздражители.