12 Апреля 2007

Как живые организмы защищаются от арктического холода

Тотальное обезвоживание или синтез природных антифризов – такие способы применяют живые организмы, чтобы пережить антарктическую зиму. Уникальные природные механизмы для защиты от холода могут найти самое неожиданное применение в деятельности человека – от сохранения
органов, предназначенных для трансплантации, до «облагораживания» мороженого.

Многие россияне, как и другие северные народы с удовольствием провели бы зиму где-нибудь на пляжах Таиланда или Египта. Но, за неимением такой возможности, нам приходится утепляться по месту жительства.

С этой проблемой сталкиваются и многие животные, но они, в отличие от людей, не могут рассчитывать на теплую одежду. Тем не менее, природа помогает им избежать гибели. Причём механизмы, защищающие от холода, поражают своим разнообразием – это хорошо видно на примере мелких членистоногих.

Арктическое членистоногое Onychiurus arcticus использует «защитное обезвоживание», чтобы пережить пока ещё холодные зимы верхних широт Северного полушария. Тело этого загадочного существа теряет практически всю воду, так что замораживаться там вообще нечему. В результате, животное больше напоминает пластиковый «микропакет». Как только температура окружающей среды повышается, организм возвращается к нормальной жизни.

Cryptopygus antarcticus применяет иной механизм — оно накапливает натуральный «антифриз» и спокойно переживает температуры до минус 30 градусов по Цельсию. Такие удивительные кондиции у этих микроскопических животных обнаружила доктор Мелоди Кларк, пишет Sciencedaily.

Природные антифризы, обнаруживаемые у многих северных животных (рыб, насекомых, растений) самоорганизутся на поверхности кристаллов льда, ингибируя их рост и предотвращая организмы хозяев от обледенения.

Вместе с тем, до настоящего времени оставалось неясным, почему некоторые антифризные белки (например, у личинок листовёртки-почкоеда елового, обитающего в лесах Канады и США) более активны по сравнению с другими белками-антифризами. Недавно с помощью флуоресцентной микроскопии было показано, как эти белки могут защищать живые клетки.

Идо Браславски, профессор физики и астрономии Университета Огайо и Питер Дэвис, профессор биохимии Королевского Университета Канады утверждают, что их исследования могут найти применение в медицине, сельском хозяйстве и пищевой промышленности, пишет Chemport.

Гиперактивные белки-антифризы можно, например, использовать для хранения органов и тканей, предназначенных для трансплантации. Эти белки также могут ингибировать рост кристаллов льда в мороженом, и некоторые производители пищи уже используют такой способ «облагораживания» пищевых продуктов.

Одной из важнейших задач, стоящих перед учёными в этой области, является идентификация генов, отвечающих за выработку антифризов. Одним из триумфов биотехнологии стало выведение морозоустойчивого сорта помидоров путем изменения генома обычного томата. Помидоры, полученные таким образом, обладали устойчивостью к заморозкам и лучшей сохранностью.

Источник:   pravda.ru