Για πρώτη φορά, οι νηματώδεις πολυκύτταροι οργανισμοί σε λανθάνουσα κατάσταση αναζωογονήθηκαν αφού θάφτηκαν σε αποθέσεις μόνιμου παγετού για χιλιάδες χρόνια.
Σε μια αρκετά ενδιαφέρουσα ανακάλυψη που έγινε από μια ομάδα Ρώσων ερευνητές, αρχαίος στρογγυλοί σκώληκες (ονομάζονται επίσης νηματώδεις) που είχαν στερεοποιηθεί στον μόνιμο παγετό της Σιβηρίας πριν από περίπου 42,000 χρόνια και ήταν παγωμένοι από τότε έχουν ξαναζωντανέψει. Υπήρχαν στην ύστερη εποχή του Πλειστόκαινου - Εποχή των Παγετώνων και έχουν παγώσει από τότε. Το Permafrost είναι ένα έδαφος που παραμένει στο σημείο πήξης ή κάτω από το νερό (μηδέν βαθμοί Κελσίου) συνεχώς για τουλάχιστον δύο ή περισσότερα χρόνια. Αυτός ο μόνιμος παγετός βρίσκεται κυρίως σε μεγάλα υψόμετρα, όπως μέσα και γύρω από τις περιοχές της Αρκτικής και της Ανταρκτικής. πλανήτης. Σε αυτή τη μελέτη, δείγματα σε μόνιμο πάγο τρυπήθηκαν από το παγωμένο έδαφος στη βορειοανατολική περιοχή που ονομάζεται Yakutia - το πιο κρύο μέρος της Ρωσίας. Δύο θηλυκά στρογγυλά σκουλήκια ήταν αναβίωσε από ένα μεγάλο κομμάτι πάγου – το οποίο περιείχε περίπου 300 στρογγυλά σκουλήκια. Ένα από τα δύο σκουλήκια πιστεύεται ότι είναι περίπου 32,000 ετών (με βάση τη χρονολόγηση με άνθρακα) και προήλθε από ένα δείγμα εδάφους που ελήφθη από ένα λαγούμι σκίουρου 100 πόδια κάτω από το έδαφος στον μόνιμο παγετό. Το άλλο, που πιστεύεται ότι είναι περίπου 47,000 ετών, βρέθηκε ενσωματωμένο σε ένα κοίτασμα παγετώνων μόλις 11 πόδια κάτω από την επιφάνεια κοντά στον ποταμό Alazeya. Τα ιζήματα του μόνιμου παγετού περιέχουν μια ποικιλία μονοκύτταρων οργανισμών – όπως αρκετοί βακτήρια, πράσινα φύκια, μαγιά, αμοιβάδες, βρύα – που επιβιώνουν για χιλιάδες χρόνια στην κρυπτοβίωση. Η κρυπτοβίωση ορίζεται ως μια μεταβολική κατάσταση που εισέρχεται από έναν οργανισμό όταν αντιμετωπίζει εχθρικές περιβαλλοντικές συνθήκες όπως η αφυδάτωση, το πάγωμα και η έλλειψη οξυγόνου. Αυτοί οι μονοκύτταροι οργανισμοί έχουν δει να αναπτύσσονται ξανά μετά από μακροχρόνιες φυσικέςκρυοσυντήρηση». Η κρυοσυντήρηση είναι μια διαδικασία που μπορεί να διατηρήσει και να διατηρήσει βιολογικά ζωντανά οργανίδια, κύτταρα και ιστούς ψύχοντάς τα σε εξαιρετικά χαμηλές κρυογονικές θερμοκρασίες. Αυτή η διαδικασία διατηρεί τη λεπτή εσωτερική δομή των κυττάρων, με αποτέλεσμα την καλύτερη επιβίωση και τη διατήρηση της λειτουργικότητας.
Η μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Doklady Βιολογικός Επιστήμη δείχνει για πρώτη φορά, την ικανότητα ενός πολυκύτταρου οργανισμού όπως ο σκουλήκι να εισέλθει σε κατάσταση κρυπτοβίωσης και να παραμείνει παγωμένος σε αποθέσεις μόνιμου παγετού στην Αρκτική. Τα δείγματα απομονώθηκαν και αποθηκεύτηκαν στο εργαστήριο περίπου στους -20 βαθμούς Κελσίου. Τα δείγματα αποψύχθηκαν (ή «ξεπαγώθηκαν») και θερμάνθηκαν στους περίπου 20 βαθμούς Κελσίου σε τρυβλία Petri που περιείχαν εμπλουτισμένη καλλιέργεια για την ενίσχυση της ανάπτυξης. Μετά από αρκετές εβδομάδες, δύο στρογγυλά σκουλήκια ξύπνησαν από τον «μακρύτερο υπνάκο» τους και άρχισαν να δείχνουν σημάδια ζωής όπως η κανονική κίνηση και άρχισαν ακόμη και να ψάχνουν για ένα γεύμα. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί πιθανό λόγω κάποιου «προσαρμοστικού μηχανισμού» από αυτά τα νηματώδη. Το ζευγάρι των σκουληκιών μπορεί να χαρακτηριστεί ως ο αρχαιότερος ζωντανός οργανισμός στη Γη, με την ηλικία τους να είναι κατά μέσο όρο 42000 χρόνια!
Η μελέτη καταδεικνύει ξεκάθαρα την ικανότητα των πολυκύτταρων οργανισμών να επιβιώνουν από μακροχρόνια κρυπτοβίωση υπό συνθήκες φυσικής κρυοσυντήρησης. Ένας άλλος μοναδικός παράγοντας είναι ότι για πρώτη φορά αυτή η υπόθεση έχει αποδειχθεί σε χρονική κλίμακα ρεκόρ, καθώς όλες οι προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι οι νηματώδεις θα μπορούσαν να επιβιώσουν σε ακραία περιβάλλοντα όπως οι θερμοκρασίες παγώματος για τουλάχιστον 25 χρόνια. Υπάρχει μεγάλη πιθανότητα ότι άλλοι πολυκύτταροι οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, θα μπορούσαν ίσως να επιβιώσουν από την κρυογονική διατήρηση.
Αν και είναι πλέον κοινή πρακτική να «παγώνουν» τα ωάρια, ή το σπέρμα για παράδειγμα, για να τεκνοποιούν ακόμη και όταν γίνεται στείρο. Ωστόσο, τα βλαστοκύτταρα και άλλοι ιστοί που είναι πολύ χρήσιμοι για τη διεξαγωγή έρευνας δεν μπορούν να διατηρηθούν μέσω αυτής της διαδικασίας. Έτσι, η επιτυχής κρυοσυντήρηση διαφορετικών βιολογικών δειγμάτων θα ήταν κρίσιμη για οποιαδήποτε μελλοντική κλινική εφαρμογή ή δοκιμές σε ανθρώπους. Αυτή η τεχνολογία έχει ενισχυθεί τις προηγούμενες δεκαετίες με τη χρήση ανώτερων κρυοπροστατευτικών παραγόντων (που προστατεύουν τον βιολογικό ιστό από τη φθορά της κατάψυξης) και την καλύτερη θερμοκρασία. Η καλύτερη κατανόηση της διαδικασίας κατάψυξης και απόψυξης μπορεί να προωθήσει την κατανόησή μας για την κρυοσυντήρηση. Η κρυογονική κατάψυξη παραμένει ένα αμφιλεγόμενο θέμα και συνορεύει περισσότερο με την επιστημονική φαντασία. Οποιαδήποτε συζήτηση για έναν οργανισμό που «κοιμάται» για χιλιάδες χρόνια και μετά ξαναζωντανεύει είναι μπερδεμένη και σουρεαλιστική. Κοιτάζοντας αυτή τη μελέτη, φαίνεται ότι μπορεί να είναι μια πραγματική και φυσικά προκύπτουσα διαδικασία, τουλάχιστον για τα σκουλήκια. Εάν δεν προκληθεί φυσική βλάβη στον οργανισμό και η ακεραιότητά τους διατηρείται σε παγωμένο περιβάλλον, τότε θα πρέπει να είναι δυνατή η απόψυξη. Πριν από περίπου δύο δεκαετίες, η ίδια ομάδα ερευνητών είχε τραβήξει σπόρια και τα επανέφερε στη ζωή από ένα μονοκύτταρο βακτήριο που ήταν θαμμένο μέσα σε κρυστάλλους αλατιού ηλικίας 250 εκατομμυρίων ετών, ωστόσο, η εργασία συνεχίζεται ακόμα και απαιτεί περισσότερα στοιχεία. Ένας τέτοιος προσαρμοστικός μηχανισμός που χρησιμοποιείται από τα σκουλήκια, για παράδειγμα, μπορεί να είναι επιστημονικής σημασίας για τους τομείς της κρυοϊατρικής και της κρυοβιολογίας.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Shatilovich AV et al 2018. Viable Nematodes from Late Pleistocene Permafrost of the Kolyma River Lowland. Doklady Biological Sciences. 480 (1). https://doi.org/10.1134/S0012496618030079
***
