Биологи из Марист колледжа (Marist College) обнаружили, что раки-бокоплавы, или амфиподы (Stygobromus allegheniensis ), обитающие в Ледяных пещерах (Ice Caves) штата Нью-Йорк, способны оставаться в живых после заморозки. Такая особенность впервые описана для беспозвоночных, обитающих в пещерах, которые, как правило, живут в относительно тёплых условиях. Статья опубликована в журнале Subterranean Biology .

Stygobromus allegheniensis - это бесцветные, лишённые глаз, беспозвоночные длиной всего два сантиметра. Этот вид впервые был найден в 1976 году в пещерах Пенсильвании, и он оказался одним из самых распространённых раков-бокоплавов, населяющих подземные воды. В 2009 году учёные, исследуя Ледяные пещеры в штате Нью-Йорк, обнаружили S. allegheniensis , которые плавали в небольших водоёмах в количестве сотен или даже тысяч особей. Поскольку каждую зиму пещеры полностью промерзают, биологи решили узнать, каким же образом беспозвоночным удавалось выжить.

Учёные провели несколько экспериментов, в которых проверили способность амфипод выживать в условиях заморозки. Параллельно биологи также выяснили, какую температуру они предпочитают. Раков помещали в длинный резервуар с водой, один конец которого полностью охлаждался с помощью сухого льда, а на другом конце был установлен электрический водонагреватель. Таким образом создавался температурный градиент от 0 до 21 градуса Цельсия. К концу эксперимента беспозвоночные перемещались исследователями в холодную сторону со льдом, где они замерзали. После разморозки все S. allegheniensis оказались живыми и проявляли прежнюю активность.

Исследователи также экспериментировали с временными интервалами, замораживая S. allegheniensis в произвольных интервалах от одного до двенадцати часов. При этом абсолютно все бокоплавы выдерживали низкие температуры в течение не более двух часов. Учёные предполагают, что их устойчивость к замерзанию объясняется содержанием в их организме таких веществ, как глицерин, различные сахара и аминокислоты. Эти соединения понижают температуру замерзания биологических жидкостей и не дают образовываться кристалликам льда, которые могли бы повредить клетки, по крайней мере в течение двух часов.

Биологи считают, что более продолжительное выживание в замёрзшем состоянии в Ледяных пещерах объясняется постепенным понижением температуры - организм раков успевает лучше подготовиться к длительной зимовке, выделяя антифризные вещества.

Криофилы - общее название для всех организмов, которые предпочитают жить в низких температурах и могут выживать даже при длительной заморозке. Как правило, это характерно для микроорганизмов, однако существуют и хладоустойчивые круглые черви, насекомые и некоторые земноводные.

Особенности организма насекомых некоторых видов позволяют: сохранять жизнь после замерзания и оттаивания; населять горячие источники с температурой воды +50°С; долгое время жить без воды за счет окисления запасенных питательных веществ; выживать в глубоком вакууме и часами находиться в чистом углекислом газе; жить в солевом рассоле, сырой нефти и т.д. Конечно, в холодных и сухих районах, а также в таких критических для жизни условиях проживают представители немногих видов насекомых. Однако именно они своим примером с наглядностью демонстрируют, какими поистине феноменальными возможностями наделены, казалось бы, совсем беззащитные существа. Больше того, как и многие другие животные, насекомые именно не «выживают» в такой сложной и суровой среде, а живут в ней той полноценной жизнью, особенности которой внесены в их генетическую программу. Рассмотрим это на некоторых примерах.

Организм не только жителей высокогорий, но и обитателей мхов и лишайников антарктических островов, например жуков определенных видов, способен не разрушаться при быстром охлаждении почти до – 40°С. Их генетическая программа управляет уникальным минипроизводством глицеринового масла и других особых веществ, действие которых подобно действию известного автомобильного антифриза. Такими же спасительными веществами наделены некоторые виды земноводных и других холодоустойчивых представителей животного мира. А жуки и мухи, обитающие на Аляске, наделены замечательной способностью выдерживать даже температуры до –60°С. Насекомые, конечно, замерзают, но их организм обустроен таким образом, что кристаллы льда образуются только снаружи, не повреждая клеток, органов и тканей.

Представители большинства видов насекомых обитают на суше, но немало их проживает в самых разнообразных водных средах, в том числе и нетрадиционных. Так, особое устройство организма личинок некоторых видов комаров позволяет им прекрасно развиваться в горячих гейзерах, где могут еще жить лишь бактерии. Такую же способность проявляют зеленые стрекозы, молодые особи которых являются обитателями гейзеров с температурой воды +40°С. Личинки комаров в массе способны размножаться и в солоноватых прибрежных водах Каспийского моря. А такие насекомые, как, например клопы некоторых видов, обладают всеми возможностями для нормальной жизни в океанах – Атлантическом и Тихом. Как ни удивительно, но существует калифорнийская нефтяная муха, местообитание и вся жизнедеятельность которой связана исключительно с густой сырой нефтью. Согласно наследственной программе она питается попавшими туда и прилипшими насекомыми и даже производит в нефти свое потомство. В ее организме все «предусмотрено» для этого. Кишечник мухи заселен бактериями-симбионтами, которые расщепляют парафин нефти и способствуют его усвоению. Муха может свободно бегать на своих тонких ножках по нефтяной пленке, не прилипая к ней, однако прикосновение к пленке любой другой частью тела для мухи губительно. Организм личинок этой мухи, которые развиваются в сырой нефти и питаются прилипшими насекомыми, тоже обеспечен всем необходимым. Так, программа инстинктивного поведения заставляет этих малышей, подобно водным личинкам, держать кончики специально изготовленных организмом дыхательных трубок над поверхностью нефти, чтобы дышать кислородом воздуха.

Сегодня, 6 октября, отмечается Всемирный день охраны мест обитаний животных. В честь этого праздника предлагаем вам подборку из 5 животных, которые избрали своим домом места с самыми экстремальными условиями.

Живые организмы распространены по всей нашей планете, и многие из них обитают в местах с экстремальными условиями. Таких организмов называют экстремофилами. К ним относятся бактерии, археи и лишь немногие животные. О последних мы рассказываем в этой статье. 1. Помпейские черви . Эти глубоководные многощетинковые черви, не превышающие 13 см в длину, – одни из самых устойчивых к высоким температурам животных. Поэтому не удивительно, что обнаружить их можно исключительно на гидротермальных источниках на дне океанов (), из которых поступает высокоминерализованная горячая вода. Так, впервые колония помпейских червей была обнаружена в начале 1980-х годов на гидротермальных источниках в Тихом океане близ Галапагосских островов, а позднее, в 1997 году, – недалеко от Коста-Рики и снова на гидротермальных источниках.

Обычно помпейский червь размещает свое тело в трубообразных структурах черных курильщиков, где температура достигает 80°C, а свою голову с перьеобразными образованиями он высовывает наружу, где температура более низкая (около 22°C). Ученые давно стремятся понять, как помпейскому червю удается выдерживать такие экстремальные температуры. Исследования показали, что в этом ему помогают особые бактерии, которые образуют на спине червя слой толщиной до 1 см, напоминающий шерстяное покрывало. Находясь в симбиотических отношениях, черви выделяют слизь из крошечных желез на спине, которой кормятся бактерии, а последние в свою очередь изолируют тело животного от высоких температур. Считается, что эти бактерии обладают специальными белками, делающими возможной защиту червей и самих бактерий от высоких температур. 2. Гусеница Gynaephora . В Гренландии и Канаде обитает мотылек Gynaephora groenlandica, известный своей способностью выдерживать крайне низкую температуру. Так, обитая в холодном климате, гусеницы G. groenlandica, находясь в спячке, могут переносить температуру до -70° C! Это становится возможным благодаря соединениям (глицерин и бетаин), которые гусеницы начинают синтезировать в конце лета, когда температура понижается. Эти вещества предотвращают образование кристалликов льда в клетках животного и тем самым позволяют ему не замерзнуть насмерть.

Однако это не единственная особенность вида. Если для превращения из яиц во взрослую особь мотылькам большинства других видов требуется около месяца, развитие G. groenlandica может занять от 7 до 14 лет! Столь медленный рост Gynaephora groenlandica объясняется экстремальными условиями окружающей среды, в которых насекомому приходится развиваться. Интересно, что большую часть своей жизни гусеницы Gynaephora groenlandica проводят именно в спячке, а остальное время (около 5% своей жизни) они посвящают поеданию растительности, например, почек арктической ивы. 3. Нефтяные мухи . Это единственные из известных науке насекомых, которые могут жить в сырой нефти и питаться ей. Этот вид впервые был обнаружен на ранчо Ла-Брея в Калифорнии, где находится несколько битумных озер.

Авторы: Michael S. Caterino & Cristina Sandoval. Как известно, нефть является весьма токсичным веществом для большинства животных. Однако, будучи личинками, нефтяные мухи плавают вблизи нефтяной поверхности и дышат через особые дыхальца, которые выступают над нефтяной пленкой. Мухи поедают большое количество нефти, но главным образом насекомых, которые попадают в неё. Иногда кишечник мух бывает полностью заполнен нефтью. До сих пор учеными не описано брачное поведение этих мух, а также то, где они откладывают яйца. Тем не менее предполагается, что это происходит не внутри нефтяного бассейна.

Битумное озеро на ранчо Ла-Брея в Калифорнии. Интересно, что температура нефти в бассейне может достигать 38°C, однако личинки легко переносят эти изменения. 4. Артемии . Расположенное в северо-западной части американского штата Юта Большое Соленое озеро обладает соленостью, достигающей 270 промилле (для сравнения: самое соленое море Мирового океана - Красное море - имеет соленость только 41 промилле). Крайне высокая соленость водоема делает его непригодным для жизни всех живых существ в нем, кроме личинок мух-береговушек, некоторых водорослей и артемий – крошечных ракообразных.

Последние, к слову, обитают не только в этом озере, но и в других водоемах, соленость которых не ниже 60 промилле. Эта особенность позволяет артемии избежать сожительства с большинством видов хищников, таких как рыбы. Эти ракообразные обладают сегментированным телом с широким листоподобным придатком на конце, и обычно не превышают 12 миллиметров в длину. Их широко используют в качестве корма для аквариумных рыб, а также разводят в аквариумах. 5. Тихоходки . Эти крошечные создания, не превышающие 1 миллиметра в длину, - самые устойчивые к высоким температурам животные. Они обитают в разных местах планеты. Например, их находили в горячих источниках, где температура достигала 100°C, и на вершине Гималаев, под слоем толстого льда, где температура была гораздо ниже нуля. А вскоре удалось выяснить, что эти животные способны не только переносить экстремальные температуры, но и обходиться без пищи и воды более 10 лет!

Ученые выяснили, что в этом им помогает способность приостанавливать свой метаболизм, входя в состояние криптобиоза, когда химические процессы в организме животного приближаются к нулевому уровню. В этом состоянии содержание воды в организме тихоходки может упасть до 1%! А кроме того, способность обходиться без воды во многом зависит от высокого уровня особого вещества в организме этого животного - невосстанавливающегося сахара трегалозы, который защищает мембраны от разрушения. Интересно, что, несмотря на то что тихоходки способны жить в местах с экстремальными условиями, многие виды можно найти в более мягкой среде, например, в озерах, прудах или на лугах. Тихоходки наиболее распространены во влажной среде, во мхах и лишайниках.

То, что нашли в тот день рабочие-золотоискатели одного из приисков на Колыме, меньше всего походило на самородок. Но оживления и споров, которые вызвала находка, было больше, чем если бы они и впрямь наткнулись на золотую жилу. Из прозрачной глыбы льда, поднятой с одиннадцатиметровой глубины, вмороженное в нее, как в стекло, смотрело на искателей странное существо. Небольшое, длиной около 10 сантиметров, оно было как живое.

Но самое невероятное произошло, когда лед растаял. Существо это — им оказалось земноводное, сибирский углозуб — шевельнулось, еще шире раскрыло глаза-бусинки и попыталось юркнуть куда-нибудь, чтобы спрятаться от обступивших его людей.

Об удивительной находке сообщили в Зоологический музей Академии наук УССР. Вскоре гость из вечной мерзлоты, живой и в добром здравии, был в Киеве. Обычно продолжительность жизни углозуба -10- 15 лет. Если бы оказалось, что этот экземпляр старше, это бы означало одно: какое-то число лет он действительно провел в этой глыбе льда, глубоко под землей. Хорошо отработанный радиоуглеродный метод дал возможность ответить на этот вопрос. Возраст углозуба, привезенного с Колымы, приближался к 100 годам. Значит, не менее 85-90 лет назад существо это оказалось замороженным в глыбе льда и время для него как бы остановилось.

Замороженный тритон

Еще один случай того же ряда. Рассказывает шахтер-проходчик, работавший на Колыме: «Я с напарником работал в штреке на глубине 22 метров. Однажды мой напарник обнаружил в мерзлой породе твердого, как кость, тритона. Как сейчас вижу — темно-зеленого цвета, хвост короткий, утолщенный, четыре ноги. Отдали тритона бригадиру, тот поднял его на поверхность, нагрел воду до летней температуры и пустил в нее тритона. Поднимаемся мы на обед — и глазам своим не верим: оттаял наш тритон и плавает в тазу!»

При всем скепсисе официальной науки к сообщениям такого рода факты эти могут иметь все-таки объяснение в рамках тех представлений, которыми располагает она. При охлаждении организма до определенных пределов жизненные функции его прекращаются, но впоследствии они могут быть восстановлены. Пусть так. Но как объяснить другие факты и другие сообщения?

Другие примеры оживания

Одно из таких сообщений было зафиксировано в 1829 году в Ливерпуле. Каменотесы обрабатывали большие глыбы гранита, чтобы изготовить ступени. В большом куске, отсеченном от такой глыбы, обнаружился изъян-отверстие вело в небольшую каверну. Расширив его, там увидели небольшую черепаху, оказавшуюся там неведомо как и неведомо с каких времен. Но самое удивительное-она была жива. Черепаха продолжала жить несколько часов: достаточно, чтобы поставить в тупик ученых, освидетельствовавших ее и само углубление, в котором пребывала она.

Место и дата другой находки засвидетельствованы столь же точно-22 апреля 1881 года, шахта Уайд Вест, штат Невада, США. Один из шахтеров, проходя по тоннелю, выбил кайлом камень, торчавший из стены. Падая, камень больно ударил его по ноге, и шахтер в досаде еще раз стукнул его кайлом. Камень раскололся, в нем оказалась пустота, заполненная каким-то белыми червями, не подававшими, впрочем, признаков жизни. Правда, через час с лишним они ожили. Управляющие шахты отправили странную находку в Центральное Бюро шахт, как оказалось, только затем, чтобы получить оттуда ответ, что подобного произойти не могло.

Такой же примерно ответ был получен разработчиками алмазных копий от ученых Академии наук в Сан-Франциско, когда они представили им свою не менее странную находку. В ходе подрывных работ в слое известняка была обнаружена… лягушка. Она была буквально зацементирована в глыбе известняка, сохранившего ее отпечаток. Когда осколок подняли на поверхность и освободили лягушку от каменного плена, какое-то время она подавала признаки жизни, хотя оставалась совершенно слепа.

Привести ли другие случаи такого же рода? В 1892 году в шахте штата Аризона в разбитом куске железной руды был обнаружен окаменевший, как полагали, жук розово-серого цвета. Находку передали геологу в близлежащем городке, тот поместил его в открытую коробку для хранения образцов и на какое-то время забыл о нем. Когда через неделю ученый заглянул в коробку, он увидел, что жук шевелится. Удивление его оказалось еще больше, когда, рассмотрев странного жука под увеличительным стеклом, он обнаружил жука-детеныша, выходившего из его тела. О феномене был составлен акт, который подписали присутствовавшие при том свидетели. Маленький жук прожил несколько месяцев, после чего вся находка, включая кусок руды с отпечатком жука, принял Смитсониевский институт, научное учреждение, имеющее мировую репутацию.

Мне ничего не известно о попытках датировать находки такого рода. Единственный случай, когда такая датировка была проведена, относится к рачку-хиндорусу. Оказалось, он пролежал в мерзлоте в анабиозе целых 20000 лет.

Замерзшие млекопитающие

До последнего времени многие были уверены, что подобное может происходить только с холоднокровными, но не млекопитающими и уж, во всяком случае, не с человеком. Однако сохранить эту уверенность с каждым годом становится все труднее.

Чтобы подтвердить принципиальную возможность возвращения к жизни после «смертельного замерзания» американские исследователи провели опыт с собаками. Двенадцать собак были заморожены и после двухчасового пребывания в этом состоянии возвращены к жизни. Через 30 минут посте оживления они могли ходить, затем пить воду, а через несколько часов и принимать пищу.

Замерзшие люди оживают

Время от времени подобные эксперименты помимо воли людей над ними ставит случай.

…Поздно ночью ленинградский шофер Василий Ш. возвращался домой. На одной из пустынных улиц ему внезапно стало плохо, он упал в снег и потерял сознание. Стоял 30-градусный мороз. Когда к утру его подобрала «скорая помощь», пульс уже не прощупывался. Подбородок, кисти рук и ноги были покрытым инеем и корочкой льда. Лед был во рту. Врачи констатировали «смертельное замерзание».

Тем не менее было сделано все, чтобы вернуть пострадавшего к жизни.

«Сначала Ш. поместили в теплую ванну, — рассказал корреспонденту профессор Л.Ф.Волков,-затем ввели сердечные и тонизирующие средства, после чего положили на постель под каркас, на котором укреплены электролампы. Благодаря энергичному согреванию больной стал чувствовать себя лучше. Сейчас он уже ходит, настроение отличное».

Замерзший мальчик

Случай этот далеко не единственный. Надо думать, только малая часть таких происшествий попадает на страницы печати. И еще меньшая доля их приковывает чье-то внимание, остается в памяти.

Зимой 1987 года в монгольской степи замерз мальчик. Он пролежал 12 часов на снегу при 34-градусном морозе. Тело его превратились в ледяную статую. Не было ни малейших признаков жизни — ни дыхания, ни пульса.

Судя по всему, монгольские врачи имели опыт действий в подобных ситуациях. Спустя какое-то время появился пульс, даже не пульс — едва заметное биение, два удара в минуту. Прошло много часов, прежде чем появилось дыхание и реаниматоры услышали слабый стон мальчика. Через сутки он шевельнул пальцем, потом-рукой. Сердце стало работать ровно и все чаще, возвращаясь к норме. А еще через 24 часа мальчик открыл глаза. Сознание полностью вернулось к нему. Лечебные процедуры и наблюдения продолжались еще с неделю, после чего мальчик был выписан и отправлен домой с заключением: «Патологических изменений нет».

Как можно ожить после замерзания?

Очевидно, в состоянии анабиоза где-то глубоко в застывших клетках, под слоем окоченевших мышц теплится слабая искра жизни. Задача заключается в том, чтобы не дать этой искре погаснуть. В том, чтобы суметь возвращать человека к жизни не только несколько часов или дней спустя, а спустя годы или даже столетия.

Теоретически человек, погружаясь в анабиоз, может запрограммировать свое пробуждение на двадцать четвертый, двадцать восьмой или тридцатый век. Он может пожелать проснуться через тысячу лет или через две тысячи. Если сегодня он неизлечимо болен, он может оговорить условия, чтобы его разморозили тогда, когда метод лечения его болезни будет найден.

Эксперимент Джеймса Бедфорда

Так поступил, например, американец Джеймс Бедфорд, 73-летний профессор психологии. Его тело, из которого откачали кровь, заменив ее специальной жидкостью, поместили в морозильную камеру, где беспрерывно циркулирует охлажденный жидкий азот. Решение профессора в замороженном виде отправиться в будущее вызвало вполне понятный резонанс. Некоторые журналисты острили: «Ну и удивится же Бедфорд, когда останется покойником!» Тем не менее вслед за ним «через холодильник в вечность» отправилось еще несколько сот человек в США и Японии. В специальных крионических центрах, заключенные в прозрачные капсулы, которые обтекает жидкий азот, охлажденный до-360° равно чуждые как жизни, так и смерти, они плывут по волнам времени в будущее.

Профессор Пол Сигал разработал метод, позволяющий «клиенту», часы которого сочтены, заточить себя в морозильной камере еще до наступления клинической смерти. Там,-говорит профессор,-он пробудет до тех пор, пока наука не сможет побороть его болезнь и обеспечить ему новую жизнь».

Несколько десятков французов также решили последовать этому примеру. Каждый из них постоянно носит с собой синюю карточку, где напечатан следующий текст: «Я, нижеподписавшийся, желаю, чтобы в случае моей кончины тело мое было немедленно заморожено и сохранялось при возможно низкой температуре».

Главное, однако, не в том, что погружение в анабиоз позволит человеку преодолевать огромные расстояния во времени и жить в разных веках или даже тысячелетиях. Многие пожелают отправиться в будущее, движимые не только чисто туристическим интересом и любопытством. Отправляясь в это путешествие в морозильных камерах, они будут надеяться попасть в мир, который приблизится к решению проблемы бессмертия, а может быть, и решит ее.

Надо сказать, что такое путешествие по карману очень немногим. Сегодня во Франции право быть замороженным стоит 128 000 франков. Неудивительно, что первые 40 французов, решивших приобрести шанс на бессмертие, — миллионеры.

Пробудиться через сотню лет?

Подобно тому как древние не представляли себе загробную жизнь иначе как повторение и продолжение своего повседневного бытия, так и сегодня многие на Западе не представляют, чтобы будущее общество не было копией нынешнего капиталистического мира. Древние клали рядом с умершим все, что, как они считали, может понадобиться ему в загробной жизни. Точно так же те, кто в наше время решает отправиться через холодильную камеру в будущее, стараются обзавестись приличным счетом в банке. Оказывается, для того, чтобы через 300 лет проснуться миллионером, достаточно сегодня положить в банк 1000 долларов. Три процента годовых через сто лет превратят эту сумму в 19000, через двести-в 370000, а к моменту предполагаемого пробуждения каждый такой обитатель холодильной камеры будет, согласно расчетам, располагать уже 7 000 000 долларов.

Думается, однако, что к тому времени миллионы, уготованные впрок для жизни грядущей, будут так же бесполезны практически, как сегодня те каменные топоры и копья, которые заботливо клали в свои захоронения древние. От денег, утративших смысл, можно будет, конечно, отказаться. Но что делать с тем столь же атавистичным духовным багажом, который неизбежно будет сопровождать человека, пытающегося через дверь холодильной камеры войти в грядущее?

Общество будущего представляется нам обществом невиданных темпов эволюции-не только научно-технической и социальной, но, главное, нравственной. И чём интенсивнее будет совершаться этот процесс, тем больше последующие поколения будут отличаться от живших до них. Представим себе, что произойдет, если в ходе этой ускоренной эволюции достигнут бессмертия. Поколения перестанут сменять друг друга, они будут наслаиваться одно на другое, пока люди своего времени не окажутся погребенными под напластованиями родившихся задолго до них.

Следует ли из этого, что бессмертие индивида и эволюция человечества исключают друг друга?

В Советском Союзе в ходе одного из социологических исследований группе из 1224 человек было предложено ответить, в частности, на такой вопрос: согласились бы они на личное бессмертие, если бы знали, что в результате прогресс на Земле прекратится?

Свыше 90 процентов опрошенных отвергли бессмертие, купленное такой ценой.

Надо думать, что в будущем эту точку зрения будет разделять все большее число людей. Они найдут в себе силы отказаться от личного бессмертия ради того, чтобы все человечество приблизилось к вершинам интеллектуальной и нравственной эволюции, ибо именно в этом смысл непрерывного прогресса человечества. В.М. Бехтерев писал в своей работе «Бессмертие человеческой личности с. точки зрения науки», что цель эволюции общества — это создание «высшего в нравственном смысле человеческого существа «.

Впрочем, число лет, возможно, не единственная и не главная мерка продолжительности жизни человека. На одном из тропических островов Чарли Чаплин присутствовал как-то при любопытном разговоре. Американец пытался выяснить у старика аборигена, сколько ему лет. — А когда было землетрясение? спросил старик.-Двенадцать лет назад,-ответил американец. — Ну вот, к тому времени у меня уже было трое женатых детей.

— Я до двух тысяч долларов дожил, — и пояснил, что такова сумма, которую он успел истратить за свою жизнь.

Отсчет ведется здесь не в абстрактных астрономических единицах, показывающих, сколько раз Земля обошла вокруг Солнца, а в событиях конкретной человеческой жизни. Этот взгляд непривычен для европейского мышления, но распространен среди других культур.

В будущем по мере сближения человеческих цивилизаций взгляд этот может оказаться понятным большинству. Тогда на вопрос о возрасте человек будет называть совершенное, достигнутое им, а не меру биологического своего бытия. Возможно, это и есть истинный возраст человека — его духовный возраст. Тогда в ответ на такой вопрос человек сможет сказать: -Я вылечил тысячу больных. -Я вырастил пятьдесят урожаев. -Я воспитала троих детей.

Что есть бессмертие?

В необозримо отдаленном будущем, приблизившись к вершинам своей эволюции, человек обретет, возможно, нравственное право на то, чтобы существовать вечно. Тогда бессмертие явится не наградой за ухищрения человеческого ума, а биологическим венцом всей его нравственной эволюции.

Но если так, если человек сможет воспользоваться бессмертием только на высших этапах своего развития, зачем тогда все прошлые поиски, открытия и находки? К чему усилия современной науки и даже науки обозримого будущего? Не следует ли из сказанного выше, что все это лишено смысла?

Казалось бы, такой вывод напрашивается сам собой, лежит на поверхности. Однако, подобно многому лежащему на поверхности, он ложен. Как известно, восстание Спартака — не ликвидировало рабовладения. Прыжок «смерда Никиты» на самодельных крыльях с колокольни не привел к созданию летательного аппарата. Плавание викингов через Атлантику за много веков до Колумба не стало открытием Америки.

Почему же сегодня, когда мы говорим об истории революционной борьбы масс за свободу, об истории воздухоплавания или истории географических открытий, мы вспоминаем эти события? События, которые, казалось бы, не имели продолжения и не привели ни к чему.

Дело в том, что каждое из них, даже не завершившись конкретным результатом, явилось ступенькой в развитии духовных и нравственных качеств человека. Поэтому не напрасно пролилась кровь Спартака, не были напрасны открытия, опередившие свое время, отвергнутые и забытые. Не были тщетны высокие подвиги ума и сердца, даже если о них никто не узнал и они не изменили мира. Все это были ступеньки развития человечества.

Такими же ступеньками являются, по сути дела, и поиски бессмертия, возможное достижение его и даже отказ от бессмертия во имя жизни и совершенствования всего человечества.

Если человек придет к физическому бессмертию в результате своей эволюции, это бессмертие, возможно, не вызовет у него того интереса и не покажется ему столь ценным, каким казалось вчера и каким представляется еще сегодня. Потому что нормы, оценки и критерии совершенного человека будут во многом отличны от сегодняшних наших представлений.

Можно допустить, что древние действительно знали какие-то средства продления жизни, и даже на весьма значительный срок. Можно допустить, что поиски современной науки откроют в конце концов пути к продлению жизни на десятилетия, может быть, на века. Но не менее правомерна и другая, возможно главная, мысль- мысль о том, что ничего этого и не нужно, что незачем искать бессмертие, потому что человек исходно наделен им. Причем не в каком-нибудь аллегорическом смысле или переносном значении, а в прямом.

Судя по всему, человек есть нечто большее, чем внешний его облик, воспринимаемый нашими органами чувств. Судить, догадываться об этом можно по целому ряду фактов. Среди них, этих фактов, сообщения о возвращении человека к жизни после клинической смерти. Воспоминания тех, кто пережил этот опыт, обстоятельства, сопутствовавшие этому, позволяют увидеть всю ситуацию человеческого бытия, да и самого человека, в довольно неожиданном, непривычном для нас аспекте.

Многочисленные наблюдения и опыты, проведенные с целью выявления действия субнулевых температур на пойкилотермных животных, опровергли некоторые ранее разработанные общепринятые теории, и в последние годы вся проблема в целом подверглась пересмотру.

Многие исследователи получили данные, что насекомые различных сильно отличающихся друг от друга видов переживают замораживание при низких температурах. Например, Сколендер и сотрудники показали, что личинки комара-звонца (Chironomus), которых обнаруживали на Аляске замерзшими во льду или в иле на дне арктических водоемов при температуре -20°, всегда оживали после оттаивания, даже после замораживания при -40°. Они переживали также неоднократное охлаждение до -16°. Определяли количество льда и воды в этих замороженных, но живых личинках при различных температурах. Отношение содержания воды к сухому весу резко уменьшалось по мере падения температуры. При -15° вымерзало до 90% воды. При -35°, т. е. наиболее низкой температуре, применявшейся в данных исследованиях, в личинке оставалось еще какое-то небольшое количество свободной воды. Иногда личинку переохлаждали, но это не влияло на переживание ею низких температур. С помощью микрометода определяли потребление кислорода частично замороженной личинки при различных температурах. В интервале температур от 0 до -15° у отдельных личинок наблюдалось резкое уменьшение потребления О 2 . Поразительные изменения коэффициента Q 10 для потребления О 2 обнаружены в личинках, охлажденных до температур, лежащих выше точки замерзания, а также между точкой замерзания и -5°. Некоторое количество кислорода они потребляли и при -15°, но когда температура падала до -40°, потребность в кислороде сводилась к нулю. В опытах определяли интенсивность диффузии кислорода и СО 2 через лед, и она оказывалась достаточной для поддержания дыхания личинок, находившихся в мелких замерзших водоемах при температуре, преобладающей в естественных условиях.

Очень интересное изучение выживаемости замороженных насекомых провел японский ученый Асэхина с сотрудниками. Они сообщили, что предкуколки бабочки Монета flavescens (более известной как Cnidocampa flavescens Walk.) переживали замораживание при -30°, будучи переохлажденными примерно до -20°. Типичная кривая показывает постепенное понижение температуры насекомого во время охлаждения до -20°.

Затем следует резкое и быстрое повышение температуры, совпадающее с наступлением процесса замораживания и обусловленное выделением скрытой теплоты кристаллизации. После этого температура постепенно понижается и достигает уровня температуры окружающего воздуха, тогда как жидкости организма постепенно вымерзают. Когда зимующих предкуколок освобождали от коконов, они переживали замораживание при таких низких температурах, как -30°, что подтвердилось восстановлением у них сокращений сердца после оттаивания. Они переживали также неоднократное замораживание и оттаивание с интервалами в 1 день. Будучи на той же стадии развития, но в интактных коконах, предкуколки переживали и нормально развивались после замораживания и пребывания в течение 100 дней при температуре -15°. В противоположность этому гусеницы, вылупившиеся в летние месяцы, не переживали даже кратковременного замораживания при -10°.

Процесс замораживания зимующих предкуколок Cnidocampa flavescens изучали под микроскопом. Куколкам вскрывали брюшную полость и охлаждали их на столике микроскопа до -10 или -20°. Вымерзание начиналось в нескольких местах с поверхности крови. Постепенно кристаллы разрастались в радиальном направлении, пока не заполняли все пространство, занятое кровью. Когда сердца зимующих предкуколок изолировали и охлаждали в крови непосредственно под микроскопом, кристаллы льда образовывались вне клеток сердечной мышцы. Отдельные клетки и целые органы сморщивались, но после оттаивания они вновь приобретали нормальный вид, а сердечная деятельность восстанавливалась. При таком же замораживании сердец летних гусениц в крови, а также при замораживании сердец зимующих гусениц в 0,15 М растворе хлористого натрия отдельные клетки замораживались изнутри при температуре около -15°. Внутри клеток были видны кристаллы льда, а все сердце в целом темнело. Сердца, в которых происходила внутриклеточная кристаллизация льда, после оттаивания не возобновляли ритмических сокращений. Вполне возможно, что у насекомых, замерзших в естественных зимних условиях, кристаллы льда образовались вне клеток, которые обезвоживались и сморщивались.

В следующих опытах Асахина и Аоки охлаждали зимующих предкуколок Cnidocctmpa flavescens до -90° в специальной холодильной камере, где температура за 1,5 час снижалась от -5 до -90° Спустя 45 мин предкуколок согревали при комнатной температуре, причем из 60 ожило 20. Предкуколок, извлеченных из коконов, погружали в жидкий кислород с температурой -180°. Предварительно их замораживали при -30° и выдерживали при этой температуре в течение одного дня. После оттаивания при комнатной температуре у них восстанавливались сокращения сердца и некоторые предкуколки продолжали развиваться, но не завершали полностью метаморфоза до стадии имаго. Предкуколки, которых до погружения в жидкий кислород выдерживали в течение 1 дня при температуре -10 или -20°, не выживали после оттаивания. Зимующие гусеницы бабочки боярышницы A porta crataegi adherbal Fruhstorfer также переживали погружение в жидкий кислород при условии предварительного замораживания при -30°. После оттаивания у них восстанавливалась нормальная подвижность и они продолжали расти. Можно полагать, что выживание при температуре -180° зависело в каждом отдельном случае от внеклеточного вымерзания воды при -30°.

Еще не выяснены основные факторы, способствующие выживанию этих и других видов насекомых при низких температурах на определенной стадии цикла развития, а также отличие их от насекомых, которые неизбежно погибают при действии замораживания. Новую струю внесли исследования Уайетта и сотрудников, которые установили, что глицерин является основным растворимым компонентом в плазме куколки бабочки Hyalophora cecropia и родственного ей вида сатурнии Telea polyohemus; глицерин обнаружен также в яйцах тутового шелкопряда (Bombyx mori) и в личинках лугового мотылька (Loxostege stictlcalts) и золотарниковой мухи-пестрокрылки (Eurosta solidaglnis). В каждом случае стадия развития насекомого, во время которой в организме находили глицерин, представляла собой зимнюю стадию. Отсюда можно было сделать вывод, что своей устойчивостью к холоду некоторые насекомые обязаны именно накоплению глицерина. Более ранние исследования показывали, что присутствие глицерина в гемолимфе и тканевых жидкостях не всегда связано с устойчивостью к холоду. Солт, например, обнаружил, что личинки лугового мотылька (Loxostege stictlcalts), не переживающие замораживания, имеют почти такую же концентрацию глицерина (2-4%), как и личинки золотарниковой мухи-пестрокрылки (Eurosta solidagints), которые переживают храпение в течение 18 дней при температуре -55°.

Интересно отметить, что концентрация глицерина в личинках Bracon cephi увеличивалась осенью при хранении их как в естественных условиях, так и при температуре -5°. Одновременно с этим понижалась температура переохлаждения и таяния. В, этот же период у насекомых наблюдалась способность переживать воздействие температур от -40 до -47° в переохлажденном состоянии, а также переживать замораживание. Весной и ранним летом происходил обратный процесс - концентрация глицерина в крови понижалась и исчезала устойчивость к холоду. В гемолимфе и других тканевых жидкостях зимующих личинок В. cephi, помимо глицерина, присутствовали также какие-то другие, еще не идентифицированные растворенные вещества. Когда концентрация глицерина достигала 5 М, она не соответствовала наблюдавшемуся в это время понижению температуры таяния примерно на одну моляльную единицу. Не может быть никаких сомнений в том, что исключительная устойчивость личинок В. cephi к холоду в осеннее время связана главным образом с их способностью обеспечивать высокую концентрацию глицерина. Концентрация глицерина в личинках в середине зимы достигала 20-27%, и этого было достаточно для обеспечения переохлаждения до такой низкой температуры, что насекомые не замерзали в своих естественных местах обитания. Концентрация глицерина была также достаточной для защиты отдельных клеток и тканей от повреждения, если личинки В. cephi все-таки замерзали. В чувствительных же к холоду личинках Loxostege sticticalis его концентрация была, видимо, недостаточно высокой для оказания защитного действия. Как бы то ни было, исследования на Bracon cephi показали, что благодаря изменению метаболических процессов с наступлением холодов у ряда насекомых развивалась повышенная устойчивость к холоду. Примечательно, что раньше сам Солт сомневался в существовании такого основного фактора, повышающего устойчивость к холоду.

Впоследствии глицерин обнаружили в зимующих личинках жуков-древоточцев Melandra striata и кукурузного мотылька (Pyrausta nubilalis). Впадающие в спячку пенсильванские муравьи-древоточцы (Camponotus pennsilvanicus) и их яйца содержали зимой 10% глицерина. Когда муравьев, постепенно согревая до комнатной температуры, выводили из состояния спячки, они вновь становились подвижными и приблизительно через 3 дня в их организме уже нельзя было обнаружить глицерина. Как только у насекомых посредством охлаждения вызывали состояние спячки, глицерин вновь появлялся и снова каждый раз исчезал, когда муравьев выводили из этого состояния. Таким образом, нет никаких сомнений в том, что глицерин играет главную роль в устойчивости этих видов насекомых к зимним холодам.

Однако оставалось еще много неясных моментов. Так, например, не известно, откуда берут глицерин личинки Bracon cephi и Camponotus pennsilvanicus в осеннее время. Чино установил, что глицерин и сорбит в находящихся в диапаузе яйцах тутового шелкопряда (Botbyx mori) образуются из гликогена. Уайетт и Мейер полагают, что глицерин является продуктом ферментативного гидролиза глицерофосфатов во время диапаузы у куколок Hyalophora cecropia. Другой невыясненный вопрос касается причины повреждений чувствительных к холоду видов насекомых во время замораживания и оттаивания. Повышение концентрации электролитов, наступающее в процессе вымерзания воды, представляет собой основную причину повреждения эритроцитов и сперматозоидов некоторых видов млекопитающих и, вероятно, различных других клеток в организме млекопитающего. Глицерин в соответствующей концентрации защищает их, по крайней мере частично, действуя как солевой буфер. Однако многие насекомые не так уж богаты электролитами. Глицерин в маленьких количествах может оказывать защитное действие на некоторые липопротеидные компоненты оболочек, находящиеся как внутри, так и вне клеток. Необходимо провести еще много исследований, чтобы выявить роль глицерина в гемолимфе насекомого, в частности в отношении повышения устойчивости к холоду.

Было сделано еще одно важное наблюдение. Крупные клетки жирового тела устойчивой к холоду золотарниковой мухи-пестрокрылки (Eurosta solidaginis) переживают внутриклеточную кристаллизацию льда. Солт изучал процессы замораживания и оттаивания этих клеток непосредственно под микроскопом. Замерзая, они сохраняли свою сферическую форму и первоначальный размер, не сжимаясь, как это обычно бывает с клетками при наступлении внеклеточной кристаллизации. При неоднократном замораживании и оттаивании отдельные капельки жира внутри клеток сливались друг с другом. В естественных условиях зимой клетки жирового тела личинки Е. solidaginis округлялись, а после наступления теплой погоды процесс развития продолжался. Следовательно, можно предположить, что внутриклеточное замораживание и оттаивание представляют собой нормальное явление у этого насекомого на стадии личинки. Так это или нет, но Солт первый наблюдал (причем совершенно отчетливо) выживание живых клеток после внутреннего замораживания. Возможно, различные клетки других холодоустойчивых пойкилотермных животных также переживали внутриклеточную кристаллизацию льда в естественных условиях. Вновь возникает вопрос: всегда ли внутриклеточное замораживание влечет за собой летальный исход?

Давно известно, что многие насекомые для полного развития нуждаются на определенной фазе их жизненного цикла в пребывании в течение какого-то периода времени на холоду. Например, озимая муха (Leplohylemyia. coarctata (Fall.)) откладывает яйца на землю в самое жаркое время года, в июле или августе, а ее личинки вылупляются зимой следующего года, между январем и мартом. Таким образом, они переносят воздействие температур от +30° и выше в августе до -5° и ниже в январе и феврале. Первая стадия развития (морфогенез до диапаузы) протекает при температурах от +3 до +30°. За этим следует диапауза с верхним температурным пределом около +12° и оптимальной, как предполагали ранее, температурой примерно +3°. Уэй установил заметное увеличение длительности диапаузы при -6°, как показало сокращение числа личинок, вылупившихся из яиц через 6, 14 и 34 дня, по сравнению с результатами, полученными, когда яйца инкубировали при +3°. Уэй провел специальный опыт для определения минимальной температуры диапаузы. Яйца, отложенные в середине августа, оставляли в земле, на открытом воздухе, до второй недели ноября, а затем их переносили в сосуды с температурой +3, -6, -18, -22 и -24°. Через определенные промежутки времени яйца извлекали из сосудов и инкубировали при +20°. Регистрировали время вылупления личинок, причем получили неожиданные результаты. При падении температуры ниже -6° диапауза заканчивалась быстрее. Так, из инкубированных при +3° яиц 50% личинок вылупилось через 20 дней, а из инкубированных при температуре -6° - через 45 дней. Однако после воздействия температурой -24° те же 50% личинок вылупилось уже через 6 час, а 88% - через 24 час. При -24° диапауза длилась в 80 раз меньше, чем при общепризнанной ранее оптимальной температуре +3°, и в 180 раз меньше, чем при -6°. Находящиеся в диапаузе яйца повреждались, когда их выдерживали при низких температурах дольше, чем это требовалось для завершения диапаузы. Например, Уэй наблюдал, что после выдерживания при температуре -24° в течение б дней вывелось 98% личинок, а после выдерживания в течение 20 дней - только 32%. После инкубации при температуре -18° в течение 63 дней вылупилось 97%, а после инкубации в течение 206 дней - лишь 36%. Для того чтобы добиться быстрого окончания диапаузы, необходимо было до хранения яиц при -18 или -24° инкубировать их 50-80 дней при +5°. Совершенно ясно, что существуют по крайней мере две фазы в диапаузе. Первая наступает сравнительно быстро при температуре около +5° и может наступить при +20°, но никогда при -18 или -20°. Вторая быстрее всего наступает при температуре от -18 до -24° и может наступить при -5°, но никогда при +20°. Уэй показал, что яйца в диапаузе переохлаждались даже до таких низких температур, как -25 и -28°, и замораживание не было причиной быстрого окончания диапаузы в яйцах, на которых действовали температурой от -18 до -24°. Переохлажденные до -26,5° и затем замороженные яйца при оттаивании оказывались погибшими. До настоящего времени попытки ввести в яйца глицерин терпели неудачу. Еще неясны физиологические процессы, происходящие во время диапаузы, и неизвестны средства, с помощью которых их можно было бы ускорить, используя низкие температуры. Это, по-видимому, один из немногих примеров, когда течение биологического процесса ускоряется за счет понижения температуры животного до -20 или -24°.

Изучая воздействие низких температур на насекомых и другие живые организмы, важно помнить об основных экологических принципах. Мелланби подчеркивает, что при охлаждении насекомых их возможное переживание и смерть не является ни единственным, ни даже самым важным фактором, которые следует иметь в виду. Выживание вида зависит от многих сторон активности, связанных с жизненным циклом, в том числе от питания и способности размножаться. Выживаемость же отдельной особи связана с ее способностью избегать непосредственно угрожающей ей опасности. Так, например, личинки желто-лихорадочного комара (Aedes aegypti) обычно находятся у поверхности воды, но немедленно уходят на дно, как только их встревожит появление какой-либо тени или сотрясение воды. Реакция тревоги исчезает при охлаждении воды до 9-14° (в зависимости от того, к какой температуре привыкли личинки). Последующее охлаждение приводит к тому, что личинки становятся неподвижными, хотя они еще в состоянии реагировать на механическое раздражение. Затем достигается температура Холодовой комы, а при дальнейшем понижении температуры насекомые уже находятся в состоянии холодового наркоза. Показано действие акклиматизации при различных температурах на личинки A. aegypti у согретых после Холодовой комы и оживших личинок восстанавливается реакция тревоги.

Многие насекомые погибают при температурах выше нуля. Личинки комара А. aegypti, например, погибают при +0,5° через различные сроки в зависимости от температуры, при которой они раньше жили. Все личинки, культивированные при +30°, погибали менее чем через 17 час при температуре +0,5°. Если же их предварительно выдерживали при температуре 17°, они переживали такой срок хранения при +0,5°. Через 18 час наступала полная акклиматизация к окружающей холодной среде при условии, что температура была все же выше, чем та, при которой наступает холодовая кома.

В отношении некоторых насекомых можно добиться того, что они привыкнут к действию низких температур, бывших ранее летальными. Так, пребывание при относительно высокой температуре +15° помогает черным тараканам (Blatta orientalis) переживать кратковременное пребывание при такой низкой температуре, как -6,8°, которая детальна для насекомых этого вида, предварительно инкубированных при +30°. Механизм такой быстрой акклиматизации еще не известен, но вряд ли можно сомневаться в наличии приспособительных изменений во всех тканях активного насекомого в ответ на колебания температуры. Насекомые, впадающие под влиянием холода в состояние наркоза, не акклиматизируются. Более того, они подвергаются опасности быть уничтоженными другими животными или различными механическими и физическими силами, помимо самого замерзания. Замерзание не всегда является главной причиной гибели охлажденных насекомых. Для выживания многих видов существенное значение имеет продолжительное пребывание их ежегодно при температуре значительно выше нуля.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Вконтакте