Российские биологи выделили из многолетней мерзлоты возрастом около двадцати четырех тысяч лет живых бделлоидных коловраток. Судя по всему, все это время крошечные беспозвоночные находились в состоянии анабиоза и вернулись к активной жизни лишь после того, как ученые растопили окружавший их лед. Коловраткам даже удалось успешно размножиться партеногенетическим путем. Как отмечается в статье для журнала Current Biology, бделлоидные коловратки известны своей выносливостью, однако ранее никто не предполагал, что они могут переживать настолько долгие периоды заморозки.
Ученые нередко находят в вечной (или, если использовать более корректный термин, многолетней) мерзлоте отлично сохранившиеся остатки животных и растений, живших десятки тысяч лет назад. Среди них туши мамонтов, шерстистых носорогов, волков и даже мелких птиц. При этом некоторые организмы из многолетней мерзлоты все еще можно вернуть к жизни. Например, в 2012 году российским биологам удалось прорастить семена растения из мерзлоты возрастом более тридцати тысяч лет. А в 2018 году ученые пробудили от анабиоза представителей двух видов нематод, которые находились в мерзлоте от тридцати до сорока тысяч лет.
Команда специалистов во главе со Станиславом Малявиным (Stas Malavin) из Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН пополнила список существ, способных вернуться к жизни после долгого пребывания в мерзлоте. Ученые исследовали керны никогда не оттаивавшей мерзлоты, собранные в среднем течении реки Алазея на северо-востоке Якутии. Растопив образцы слоев возрастом от 23960 до 24485 лет, Малявин и его коллеги обнаружили в них живых бделлоидных коловраток (Bdelloidea) — беспозвоночных, которые напоминают крошечных червей длиной менее миллиметра. Судя по всему, они много лет провели в состоянии анабиоза и пробудились лишь после того, как ученые расплавили окружавший их лед.
Бделлоидные коловратки способны размножаться партеногенетически, поэтому Малявин и его соавторы отсадили несколько особей в отдельные емкости для создания вторичных культур. Одну из этих культур впоследствии использовали для проведения дальнейших анализов.
Чтобы подтвердить, что коловратки действительно пролежали в анабиозе более двадцати тысяч лет, а не проникли в керны в результате их современного загрязнения, Малявин и его коллеги провели метагеномный анализ слоев мерзлоты, в которых были найдены эти беспозвоночные. В результате в них удалось обнаружить следы гена актина, принадлежащего бделлоидным коловраткам. По мнению авторов, это доказывает, что коловратки находились в данных слоях мерзлоты с момента их образования. Бделлоидные коловратки известны своей выносливостью — например, они могут переживать высыхание, низкую концентрацию кислорода и без вреда для себя находиться в заморозке до десяти лет — однако никто ранее не предполагал, что они способны сохранять жизнеспособность в многолетней мерзлоте на протяжении нескольких десятков тысяч лет.
Изучив морфологические особенности древних коловраток, исследователи предположили, что они принадлежат к роду Adineta. Молекулярный анализ подтвердил эту гипотезу. Тем не менее, выяснилось, что коловратки из мерзлоты достаточно отличаются от современных, поэтому исследователи предполагают, что они относятся к неизвестному ранее виду из видового комплекса Adineta vaga. Их ближайшие современные родственники — коловратки из того же видового комплекса, собранные в Бельгии.
На следующем этапе ученые решили сравнить холодоустойчивость выделенных из мерзлоты и современных коловраток. Они отобрали 144 особи древнего вида и на неделю заморозили их при температуре минус пятнадцать градусов по Цельсию. После этого беспозвоночных оттаивали и считали количество выживших особей. Кроме того, аналогичным испытаниям подвергли современных коловраток из рода Adineta, происходящих со Шпицбергена и Аляски, из Западной и Южной Европы, Северной Америки, а также тропической Азии и Африки (в общей сложности 404 особи, принадлежащие к десяти видам).
Эксперимент показал, что выделенные из мерзлоты коловратки переживают заморозку примерно так же хорошо, как и ныне живущие. Более того, исследователям не удалось обнаружить свидетельств, что арктические виды этих беспозвоночных лучше приспособлены к заморозке, чем тропические.
По мнению Малявина и его коллег, способность переживать постепенную заморозку без повреждения клеток может быть общим свойством бделлоидных коловраток из рода Adineta. Именно она помогла коловраткам из мерзлоты продержаться в анабиозе так долго. Впрочем, пока неясно, как именно устроен механизм устойчивости коловраток к холоду — а также как долго они могут провести в таком состоянии, не теряя жизнеспособности.
Бделлоидные коловратки — не единственные чемпионы выживаемости в животном мире. Например, тихоходки (Tardigrada) способны переносить еще более экстремальные перегрузки. Недавно ученые выяснили, что тихоходки выживают, даже если выстрелить ими в замороженном виде в песок на скорости 728 метров в секунду. Правда, скорость в 900 метров в секунду для них уже смертельна.
Сергей Коленов