Η περίπτωση αυτή χαρακτηρίζεται ήδη ως ένα από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα ακραίας επιβίωσης στη φύση, σύμφωνα με δημοσίευμα του Jeuxvideo.com που βασίζεται σε μελέτη του επιστημονικού περιοδικού PLOS Genetics.
Σε μια ανακάλυψη που προκαλεί δέος και επιστημονικό τρόμο, ένα σώμα που πέρασε δεκάδες χιλιάδες χρόνια σε κατάσταση πλήρους κατάψυξης κατάφερε όχι μόνο να επιβιώσει, αλλά και να επιστρέψει σε μια ενεργή ζωή χωρίς ορατές συνέπειες.
Στο μόνιμο στρώμα πάγου (permafrost) της Σιβηρίας, οι επιστήμονες ξύπνησαν ένα πλάσμα του οποίου η βιολογική «παύση» διήρκεσε... 46.000 χρόνια (!!!) περισσότερο από ολόκληρη την ιστορία του ανθρώπινου πολιτισμού.
Η περίπτωση αυτή χαρακτηρίζεται ήδη ως ένα από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα ακραίας επιβίωσης στη φύση, σύμφωνα με δημοσίευμα του Jeuxvideo.com που βασίζεται σε μελέτη του επιστημονικού περιοδικού PLOS Genetics.
Ανέλκυση από τα βάθη του χρόνου
Η ανακάλυψη έγινε στην περιοχή του ποταμού Kolyma, ένα από τα πιο σκληρά και δυσπρόσιτα μέρη στη βορειοανατολική Σιβηρία.
Σε βάθος περίπου 40 μέτρων, οι ερευνητές μελέτησαν ένα αρχαίο στρώμα πάγου, όπου κάποτε υπήρχαν φωλιές μικρών θηλαστικών.
Σε αυτό το απολιθωμένο καταφύγιο βρέθηκε ένας μικροσκοπικός νηματώδης σκώληκας, πλήρως διατηρημένος από τον πάγο.
Η ηλικία του ευρήματος προσδιορίστηκε μέσω ανάλυσης φυτικών υπολειμμάτων που βρέθηκαν δίπλα του. Η φασματομετρία μάζας έδειξε ότι αυτά τα δείγματα είναι περίπου 46.000 ετών – μια περίοδος κατά την οποία τα τριχωτά μαμούθ ζούσαν ακόμη στην Ευρασία. Έτσι, ο οργανισμός βρισκόταν σε παγωμένη κατάσταση από μια βαθιά προϊστορική εποχή.
Η σοκαριστική επιστροφή στη ζωή μέσα στο εργαστήριο
Μετά την εξαγωγή του από το permafrost, ο νηματώδης τοποθετήθηκε σε ένα ευνοϊκό εργαστηριακό περιβάλλον.
Το αποτέλεσμα ήταν εκπληκτικό: το πλάσμα αποκατέστησε σταδιακά τον μεταβολισμό του, άρχισε να κινείται ενεργά, να τρέφεται και μετά από λίγο ακόμη και να αναπαράγεται.
Δεν πρόκειται για μια βραχυπρόθεσμη αντίδραση, αλλά για μια πλήρη επιστροφή όλων των ζωτικών λειτουργιών.
Οι επιστήμονες τονίζουν ότι αυτό αποκλείει την εκδοχή μιας μερικής ή «οριακής» επιβίωσης.
Ο οργανισμός βρισκόταν πράγματι σε κατάσταση σχεδόν πλήρους βιολογικής ανάπαυσης και στη συνέχεια επέστρεψε σε κανονική ύπαρξη χωρίς εμφανή βλάβη στους ιστούς ή στο DNA του.
Ενα νέο είδος με μοναδικά γενετικά χαρακτηριστικά
Η μελέτη διαπίστωσε ότι ο σκώληκας ανήκει σε ένα άγνωστο μέχρι σήμερα είδος, το οποίο ονομάστηκε Panagrolaimus kolymaensis.
Ανήκει στο γένος των νηματωδών, οι εκπρόσωποι των οποίων είναι ήδη γνωστοί για την ικανότητά τους να αντέχουν σε ακραίες συνθήκες – σοβαρή αφυδάτωση, κατάψυξη και έλλειψη οξυγόνου.
Όπως αναφέρεται στο περιοδικό PLOS Genetics, η γενετική ανάλυση αποκάλυψε ένα σημαντικό χαρακτηριστικό: ο οργανισμός είναι τριπλοειδής, δηλαδή περιέχει τρία αντίγραφα του γονιδιώματος αντί για τα τυπικά δύο.
Επίσης, αναπαράγεται ασεξουαλικά.
Αυτή η βιολογική στρατηγική μειώνει την εξάρτηση από το εξωτερικό περιβάλλον και τον σύντροφο για αναπαραγωγή, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τις πιθανότητες επιβίωσης σε ακραίες συνθήκες.
Τι είναι η κρυπτοβίωση και γιατί λειτουργεί
Ο βασικός παράγοντας επιβίωσης ήταν η κρυπτοβίωση – μια κατάσταση στην οποία ο μεταβολισμός σταματά σχεδόν εντελώς.
Σε αυτή τη λειτουργία, τα κύτταρα δεν απαιτούν ενέργεια, δεν γηράσκουν και δεν υφίστανται καταστροφικές χημικές αντιδράσεις.
Παρόμοιοι μηχανισμοί είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν σε άλλους μικροσκοπικούς οργανισμούς, όπως τα βραδύπορα (tardigrades) και τα τροχόζωα.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν μοριακές διεργασίες παρόμοιες με εκείνες που μελετήθηκαν στον οργανισμό-μοντέλο Caenorhabditis elegans.
Συγκεκριμένα, πρόκειται για την παραγωγή τρεχαλόζης – ενός σακχάρου που προστατεύει τις κυτταρικές δομές, αντικαθιστώντας το νερό και αποτρέποντας τις ζημιές κατά την κατάψυξη.
Επιπλέον ρόλο παίζει η ενεργοποίηση του κύκλου του γλυοξυλικού, που επιτρέπει τη διατήρηση της βιωσιμότητας των κυττάρων σε ακραίες συνθήκες.
Η εξελικτική αρχαιόττηα των μηχανισμών επιβίωσης
Τέτοιες προστατευτικές στρατηγικές θεωρούνται εξαιρετικά αρχαίες.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι σχηματίστηκαν πολύ πριν από την εμφάνιση των σύγχρονων οικοσυστημάτων και παρέμειναν σε ορισμένες ομάδες οργανισμών ουσιαστικά αμετάβλητες.
Αυτό εξηγεί γιατί παρόμοιες αντιδράσεις στο στρες εμφανίζονται σε διαφορετικές βιολογικές γραμμές.
Παρόμοιες ιδιότητες επιδεικνύουν και τα βραδύπορα – οργανισμοί που μπορούν να αντέξουν στο κενό, σε ακραίες δόσεις ακτινοβολίας και σε απότομες μεταβολές θερμοκρασίας.
Η σταθερότητά τους αποδείχθηκε τόσο υψηλή που έγιναν αντικείμενο πειραμάτων εκτός της Γης, συμπεριλαμβανομένων αποστολών σε γήινη τροχιά.
Προοπτικές για την επιστήμη και την τεχνολογία
Η ανακάλυψη δεν έχει μόνο θεμελιώδη, αλλά και εφαρμοσμένη αξία.
Η κατανόηση των μηχανισμών της κρυπτοβίωσης μπορεί να αλλάξει τις προσεγγίσεις στην κρυοσυντήρηση στην ιατρική.
Σήμερα, η αποθήκευση δωρηθέντων οργάνων περιορίζεται σε ώρες ή ημέρες, και αυτό παραμένει ένα σοβαρό πρόβλημα της μεταμοσχευτικής.
Εάν καταστεί δυνατή η αναπαραγωγή ή η προσαρμογή τέτοιων βιοχημικών διεργασιών, αυτό μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία νέων μεθόδων μακροχρόνιας αποθήκευσης κυττάρων, ιστών και οργάνων.
Επιπλέον, τέτοιες μελέτες είναι ενδιαφέρουσες για τη διαστημική βιομηχανία, όπου το ζήτημα της διατήρησης του βιολογικού υλικού είναι κρίσιμο για αποστολές μεγάλης διάρκειας, συμπεριλαμβανομένων των πιθανών πτήσεων προς τον Άρη και πέρα από αυτόν.
Κρίσιμα ερωτήματα για την κρυπτοβίωση και τους αρχαίους οργανισμούς
Μπορεί ένας άνθρωπος να επιβιώσει από την κρυπτοβίωση;
Μέχρι σήμερα αυτό είναι αδύνατο, καθώς το ανθρώπινο σώμα δεν διαθέτει τους απαραίτητους βιοχημικούς μηχανισμούς.
Είναι τέτοια ευρήματα επικίνδυνα για τη σύγχρονη φύση;
Ο κίνδυνος θεωρείται ελάχιστος, αλλά οι επιστήμονες εργάζονται μαζί τους σε συνθήκες αυστηρής βιοασφάλειας.
Πού μπορούν να χρησιμοποιηθούν αυτές οι ανακαλύψεις;
Στην ιατρική, τη βιοτεχνολογία και τη διαστημική έρευνα, ειδικά στον τομέα της μακροχρόνιας αποθήκευσης βιολογικών υλικών.
www.bankingnews.gr
Στο μόνιμο στρώμα πάγου (permafrost) της Σιβηρίας, οι επιστήμονες ξύπνησαν ένα πλάσμα του οποίου η βιολογική «παύση» διήρκεσε... 46.000 χρόνια (!!!) περισσότερο από ολόκληρη την ιστορία του ανθρώπινου πολιτισμού.
Η περίπτωση αυτή χαρακτηρίζεται ήδη ως ένα από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα ακραίας επιβίωσης στη φύση, σύμφωνα με δημοσίευμα του Jeuxvideo.com που βασίζεται σε μελέτη του επιστημονικού περιοδικού PLOS Genetics.
Ανέλκυση από τα βάθη του χρόνου
Η ανακάλυψη έγινε στην περιοχή του ποταμού Kolyma, ένα από τα πιο σκληρά και δυσπρόσιτα μέρη στη βορειοανατολική Σιβηρία.
Σε βάθος περίπου 40 μέτρων, οι ερευνητές μελέτησαν ένα αρχαίο στρώμα πάγου, όπου κάποτε υπήρχαν φωλιές μικρών θηλαστικών.
Σε αυτό το απολιθωμένο καταφύγιο βρέθηκε ένας μικροσκοπικός νηματώδης σκώληκας, πλήρως διατηρημένος από τον πάγο.
Η ηλικία του ευρήματος προσδιορίστηκε μέσω ανάλυσης φυτικών υπολειμμάτων που βρέθηκαν δίπλα του. Η φασματομετρία μάζας έδειξε ότι αυτά τα δείγματα είναι περίπου 46.000 ετών – μια περίοδος κατά την οποία τα τριχωτά μαμούθ ζούσαν ακόμη στην Ευρασία. Έτσι, ο οργανισμός βρισκόταν σε παγωμένη κατάσταση από μια βαθιά προϊστορική εποχή.
Η σοκαριστική επιστροφή στη ζωή μέσα στο εργαστήριο
Μετά την εξαγωγή του από το permafrost, ο νηματώδης τοποθετήθηκε σε ένα ευνοϊκό εργαστηριακό περιβάλλον.
Το αποτέλεσμα ήταν εκπληκτικό: το πλάσμα αποκατέστησε σταδιακά τον μεταβολισμό του, άρχισε να κινείται ενεργά, να τρέφεται και μετά από λίγο ακόμη και να αναπαράγεται.
Δεν πρόκειται για μια βραχυπρόθεσμη αντίδραση, αλλά για μια πλήρη επιστροφή όλων των ζωτικών λειτουργιών.
Οι επιστήμονες τονίζουν ότι αυτό αποκλείει την εκδοχή μιας μερικής ή «οριακής» επιβίωσης.
Ο οργανισμός βρισκόταν πράγματι σε κατάσταση σχεδόν πλήρους βιολογικής ανάπαυσης και στη συνέχεια επέστρεψε σε κανονική ύπαρξη χωρίς εμφανή βλάβη στους ιστούς ή στο DNA του.
Ενα νέο είδος με μοναδικά γενετικά χαρακτηριστικά
Η μελέτη διαπίστωσε ότι ο σκώληκας ανήκει σε ένα άγνωστο μέχρι σήμερα είδος, το οποίο ονομάστηκε Panagrolaimus kolymaensis.
Ανήκει στο γένος των νηματωδών, οι εκπρόσωποι των οποίων είναι ήδη γνωστοί για την ικανότητά τους να αντέχουν σε ακραίες συνθήκες – σοβαρή αφυδάτωση, κατάψυξη και έλλειψη οξυγόνου.
Όπως αναφέρεται στο περιοδικό PLOS Genetics, η γενετική ανάλυση αποκάλυψε ένα σημαντικό χαρακτηριστικό: ο οργανισμός είναι τριπλοειδής, δηλαδή περιέχει τρία αντίγραφα του γονιδιώματος αντί για τα τυπικά δύο.
Επίσης, αναπαράγεται ασεξουαλικά.
Αυτή η βιολογική στρατηγική μειώνει την εξάρτηση από το εξωτερικό περιβάλλον και τον σύντροφο για αναπαραγωγή, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τις πιθανότητες επιβίωσης σε ακραίες συνθήκες.
Τι είναι η κρυπτοβίωση και γιατί λειτουργεί
Ο βασικός παράγοντας επιβίωσης ήταν η κρυπτοβίωση – μια κατάσταση στην οποία ο μεταβολισμός σταματά σχεδόν εντελώς.
Σε αυτή τη λειτουργία, τα κύτταρα δεν απαιτούν ενέργεια, δεν γηράσκουν και δεν υφίστανται καταστροφικές χημικές αντιδράσεις.
Παρόμοιοι μηχανισμοί είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν σε άλλους μικροσκοπικούς οργανισμούς, όπως τα βραδύπορα (tardigrades) και τα τροχόζωα.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν μοριακές διεργασίες παρόμοιες με εκείνες που μελετήθηκαν στον οργανισμό-μοντέλο Caenorhabditis elegans.
Συγκεκριμένα, πρόκειται για την παραγωγή τρεχαλόζης – ενός σακχάρου που προστατεύει τις κυτταρικές δομές, αντικαθιστώντας το νερό και αποτρέποντας τις ζημιές κατά την κατάψυξη.
Επιπλέον ρόλο παίζει η ενεργοποίηση του κύκλου του γλυοξυλικού, που επιτρέπει τη διατήρηση της βιωσιμότητας των κυττάρων σε ακραίες συνθήκες.
Η εξελικτική αρχαιόττηα των μηχανισμών επιβίωσης
Τέτοιες προστατευτικές στρατηγικές θεωρούνται εξαιρετικά αρχαίες.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι σχηματίστηκαν πολύ πριν από την εμφάνιση των σύγχρονων οικοσυστημάτων και παρέμειναν σε ορισμένες ομάδες οργανισμών ουσιαστικά αμετάβλητες.
Αυτό εξηγεί γιατί παρόμοιες αντιδράσεις στο στρες εμφανίζονται σε διαφορετικές βιολογικές γραμμές.
Παρόμοιες ιδιότητες επιδεικνύουν και τα βραδύπορα – οργανισμοί που μπορούν να αντέξουν στο κενό, σε ακραίες δόσεις ακτινοβολίας και σε απότομες μεταβολές θερμοκρασίας.
Η σταθερότητά τους αποδείχθηκε τόσο υψηλή που έγιναν αντικείμενο πειραμάτων εκτός της Γης, συμπεριλαμβανομένων αποστολών σε γήινη τροχιά.
Προοπτικές για την επιστήμη και την τεχνολογία
Η ανακάλυψη δεν έχει μόνο θεμελιώδη, αλλά και εφαρμοσμένη αξία.
Η κατανόηση των μηχανισμών της κρυπτοβίωσης μπορεί να αλλάξει τις προσεγγίσεις στην κρυοσυντήρηση στην ιατρική.
Σήμερα, η αποθήκευση δωρηθέντων οργάνων περιορίζεται σε ώρες ή ημέρες, και αυτό παραμένει ένα σοβαρό πρόβλημα της μεταμοσχευτικής.
Εάν καταστεί δυνατή η αναπαραγωγή ή η προσαρμογή τέτοιων βιοχημικών διεργασιών, αυτό μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία νέων μεθόδων μακροχρόνιας αποθήκευσης κυττάρων, ιστών και οργάνων.
Επιπλέον, τέτοιες μελέτες είναι ενδιαφέρουσες για τη διαστημική βιομηχανία, όπου το ζήτημα της διατήρησης του βιολογικού υλικού είναι κρίσιμο για αποστολές μεγάλης διάρκειας, συμπεριλαμβανομένων των πιθανών πτήσεων προς τον Άρη και πέρα από αυτόν.
Κρίσιμα ερωτήματα για την κρυπτοβίωση και τους αρχαίους οργανισμούς
Μπορεί ένας άνθρωπος να επιβιώσει από την κρυπτοβίωση;
Μέχρι σήμερα αυτό είναι αδύνατο, καθώς το ανθρώπινο σώμα δεν διαθέτει τους απαραίτητους βιοχημικούς μηχανισμούς.
Είναι τέτοια ευρήματα επικίνδυνα για τη σύγχρονη φύση;
Ο κίνδυνος θεωρείται ελάχιστος, αλλά οι επιστήμονες εργάζονται μαζί τους σε συνθήκες αυστηρής βιοασφάλειας.
Πού μπορούν να χρησιμοποιηθούν αυτές οι ανακαλύψεις;
Στην ιατρική, τη βιοτεχνολογία και τη διαστημική έρευνα, ειδικά στον τομέα της μακροχρόνιας αποθήκευσης βιολογικών υλικών.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών