Anabiosis - jakie jest to zjawisko? Kto przechodzi w stan hibernacji? Rola anabiozy jako sposobu na doświadczanie niekorzystnych warunków

W przyrodzie istnieją mechanizmy chroniące rośliny i zwierzęta przed szkodliwym wpływem środowiska, warunkami klimatycznymi i środowiskowymi. Niektóre hibernacje, inne zawieszają rozwój, ale najbardziej zaawansowanym sposobem przeżycia jest anabioza. Co to jest i kto do niego prowadzi, rozważamy w poniższym artykule.

Definicja

Przetłumaczone z antycznej greckiej anabiozy oznacza "powrót do życia". Definicja anabiozy według Wikipedii jest tymczasowym zaprzestaniem lub zahamowaniem procesów życiowych aktywności pod wpływem czynników zewnętrznych lub wewnętrznych. Wszystkie procesy zachodzące w ciele (oddychanie, puls, itp.) Są tak powolne, że są określane tylko za pomocą specjalnego sprzętu.

Organizmy żyjące popadają w stan anabiozy z ostrą zmianą warunków bytu na gorsze. Po poprawie warunków rozpoczyna się okres powrotu do zdrowia i przejście do zwykłego trybu życia.

Rola w naturze

W naturze anabiozy występują nie tylko wśród organizmów zwierzęcych. Jest szeroko rozpowszechniony wśród mikroorganizmów, w tym bakterii i niektórych rodzajów glonów. Anabiosis jest również obecny w świecie roślin.

Prace naukowe naukowców udowodniły rolę anabiozy jako sposobu na doświadczanie niekorzystnych warunków. Stwierdzili, że w procesie ewolucji niektóre gatunki roślin i mikroorganizmów przystosowały się do stanu zawieszonej animacji i pozostają w nim od kilku miesięcy do milionów lat, a następnie wznawiają naturalne procesy życiowej aktywności.

Klasyfikacja

W przyrodzie istnieją dwa rodzaje anabiozy:

• Przymusowa anabioza. Ten typ występuje na każdym etapie rozwoju organizmu, dzieje się tak z powodu znacznego niekorzystnego wpływu na środowisko i zatrzymuje się, gdy poprawia się warunki życia.
• Anabioza sezonowa (ontogenetyczna). Ten stan występuje na pewnym etapie ontogenezy organizmów. Ponadto charakteryzuje się zdolnością zarodka do przystosowania się do negatywnego wpływu środowiska zewnętrznego, na przykład, gdy jaja skorupiaków pozostają w spoczynku.

Jeśli chodzi o charakter zmian w wodzie i jej ilość w organizmach, w związku z którymi nastąpiło przejście do stanu anabiozy, możliwe jest również zidentyfikowanie niektórych gatunków:

1. Co to jest - anabioza spowodowana wysychaniem organizmów? Aby odnieść się do tego warunku, często używa się terminu anhydrobioza, co zdaniem niektórych biologów nie jest właściwą definicją. Wynika to z niemożności całkowitej utraty płynu podczas przejścia do anabiozy.
2. Głębokie zamrożenie, które powoduje hibernację. Proces ten jest spowodowany przejściem wody do stanu lodu i jest nazywany krioanabiozą.
3. Anabioza spowodowana znalezieniem żywego organizmu w warunkach wysokiego stężenia soli i ciśnienia osmotycznego, w wyniku czego woda jest pobierana z tkanek. Z reguły taki stan nazywany jest anabiozą osmotyczną.

Suszenie i zamrażanie

Wyraźnym przykładem anabiozy po wysuszeniu są nasiona, z których niektóre pozostają żywe po wielu dziesięcioleciach.

Anabioza i gatunki bezkręgowców: robaki, mięczaki lądowe, niektóre owady i raki, kręgowce, pojedyncze okazy płazów i gadów mogą stracić od 50 do 75% wody, popaść w anabiozy i odrodzić się po chwili. Współczesna nauka zidentyfikowała niektóre typy bakterii, które tworzą zarodniki w anabiozie. Są to komórki odwodnione z gęstą membraną. Dzięki sporulacji znacznie zwiększają odporność na prawie wszystkie czynniki środowiskowe.

Mówiąc o anabiozie spowodowanej przez zamrażanie, zauważają nie tylko spadek zawartości wody, ale także szereg innych zmian, takich jak zmniejszenie i pogrubienie ciała, utrata aktywności enzymatycznej, pogrubienie cytoplazmy, całkowite ustanie metabolizmu.

Podczas anabiozy organizm nie ulega żadnym zmianom wzrostu, rozwoju i dojrzewania, dzięki czemu jego istnienie jest wielokrotnie przedłużane. Bakterie, grzyby i niektóre typy patogennych wirusów są najbardziej odporne na zamrażanie i suszenie.

Etapy

Głębokość otępienia jest bezpośrednio zależna od stężenia pozostałego płynu, a hibernacja poprzedzona jest procesem akumulacji tkanki tłuszczowej. Czas przebywania organizmu w jednym z warunków i warunków jego utrzymania podzielono na następujące etapy:

1. Jest to anabioza spowodowana głębokim odwodnieniem (w wyjątkowych przypadkach 100%), może trwać dziesiątki, setki, a czasem tysiące lat. Ten idealny stan charakteryzuje się całkowitym usunięciem wolnego płynu z organizmu, podczas gdy cała woda wiążąca molekularnie pozostaje. W przypadku, gdy wolna woda pozostaje w ciele, proces, choć w zwolnionym tempie, ale trwa i prędzej czy później doprowadzi do śmierci komórki. Usunięcie wody wiążącej molekularnie zniszczy także ciało w miarę upływu czasu. W przypadku bezwzględnego usunięcia wolnego płynu i całkowitej konserwacji żywego organizmu związanego z cząsteczkami, może on pozostawać w zawieszonej animacji przez nieograniczony czas.
2. Diapauza jest częściowym odwodnieniem organizmu, w którym może pozostać przez nie tak długi okres, jak w przypadku anabiozy.
3. Drętwienie. Przed wystąpieniem tego stanu organizmy gromadzą ciecz, która nie może zamarznąć. Średnio drętwienie może trwać rok lub trochę dłużej.
4. Hibernacja. W ramach przygotowań do hibernacji organizmy zwierzęce gromadzą tkankę tłuszczową, co zapewnia przetrwanie. W tym stanie mogą przebywać przez kilka miesięcy, w rzadkich przypadkach - rok.

Kto wpada w anabiozę ze świata zwierząt?

Wraz z owadami i mikroorganizmami, wyższe kręgowce mogą wpaść w stan anabiozy. Nauka jest znanym przykładem wykrywania w lodzie mrożonych jaszczurek, które ożyły po rozmrożeniu. Ważne jest, aby pamiętać, że niektórzy przedstawiciele zimnokrwistych ludzi spędzili tam kilka dziesięcioleci. Ale jeszcze bardziej zaskakujące są przykłady wykrywania ciepłokrwistych zwierząt w lodzie, które znajdowały się w stanie zbliżonym do anabiozy.

Tak więc, nie najlepsze warunki klimatyczne mogą wyczekiwać jeże i jerboa, zresztą nie można ich obudzić żadną znaną metodą. W pewnym momencie nietoperze i króliki zostały wprowadzone jako eksperyment w anabiozie.

Wśród bezogoniastych płazów interesującym przykładem nauki jest żaba w anabiozie. Naukowcy dowiadują się, dlaczego nie zamarzają w lodzie. Wiadomo, że żaby są na dworze, gdy zaczyna się chłodny trzask i siedzą, dopóki nie są zdrętwiałe. W procesie zamrażania dochodzi do zmian we krwi - zwiększa się ilość glukozy. Dzięki temu procesowi ciało żaby staje się podobne do masy przypominającej galaretkę, w której kryształy lodu nie tworzą się i nie uszkadzają komórek ciała.

Anabioza roślin

W pobliżu morza często można znaleźć suchą skorupę, trochę przypominającą rośliny, ale jeśli wrzucisz je do wody, nabrają koloru, wyprostują się i przekształcą w glony. To jest przykład roślin anabiozy. Nawet niższe organizmy wielokomórkowe mają zdolność wejścia w stan anabiozy.

Rośliny, których anabioza występuje w wyniku suszenia, mają ogólną zdolność do ożywienia po deszczu. Są to niektóre gatunki porostów, mchów i alg. Pomimo przekonania, że ​​rośliny bez wody giną, dla nich jest to normalny warunek podtrzymywania życia.

Nie sposób nie wspomnieć o anabiozie nasion, które można przechowywać przez lata, zachowując jej kiełkowanie. Jednym z najbardziej zaskakujących przykładów są nasiona lotosu znalezione na tysiącach torfowisk, z których roślina została następnie wyhodowana.

Ludzka anabioza

Badania na temat ludzkiej anabiozy są aktywnie prowadzone do dziś. Ciepłokrwiste zwierzęta wprowadzone w ten stan sugerują, że ludzie mogą pozostać w anabiozie. Co to oznacza dla naszego gatunku? W tym celu należy wykonać szereg prac przygotowawczych:

1. Śpij panu.
2. Zastąpienie krwi specjalnym roztworem soli fizjologicznej, który nie będzie w stanie zamrozić.
3. Ciało jest zanurzone w kapsule z ciekłym azotem.
4. Taki pojemnik jest przechowywany w niskiej temperaturze w piwnicy.

Ale badania jeszcze nie potwierdziły faktu pomyślnego rozmrożenia osoby. Jednocześnie naukowcy są skłonni wierzyć, że mózg po takich manipulacjach zostanie nieodwracalnie uszkodzony.

Jakiś czas temu zasugerowano, że astronauci powinni być zanurzeni w stan zawieszonej animacji dla długotrwałych podróży międzygalaktycznych. To da możliwość utrzymania aktywności życiowej astronauty przez długi czas i zaoszczędzenia niezbędnych zasobów.

Liczne laboratoria na całym świecie każdego dnia przeprowadzają różnorodne badania, których celem jest sztuczne zanurzenie człowieka w stanie zawieszonej animacji.