Анабиоз — состояние пониженной жизнедеятельности¶

Анабиоз (от др.-греч. ἀνά — «вновь» и βίος — «жизнь») — состояние организма, при котором жизненные процессы (дыхание, обмен веществ, нервная и мышечная активность) замедляются до минимума, а реакция на внешние раздражители практически отсутствует. В отличие от смерти, анабиоз обратим: при благоприятных условиях организм восстанавливает нормальную жизнедеятельность. Явление распространено в природе и используется человеком в медицине, космической биологии и сельском хозяйстве.

¶История изучения

Термин «анабиоз» ввёл в научный оборот немецкий физиолог Рихард Трибе в 1886 году. Он описал явление как «вторую жизнь» — временную остановку жизненных процессов. Однако наблюдения за анабиозом существовали и раньше: ещё в XVIII веке натуралисты отмечали способность насекомых и червей переживать замораживание и высыхание.

В России изучением анабиоза занимался биолог И. И. Мечников, а в XX веке — группа учёных под руководством А. Н. Белозерского и других исследователей криобиологии. Существенный вклад в изучение анабиоза у беспозвоночных внёс немецкий биолог Георг Кёлер.

¶Причины возникновения

Анабиоз возникает как защитная реакция организма на неблагоприятные условия среды:

• Низкие температуры — замерзание, зимняя спячка;
• Высыхание (десикация) — характерно для тихоходок, нематод, некоторых насекомых;
• Недостаток кислорода (анаэробиоз);
• Голодание и истощение запасов питательных веществ;
• Изменение осмотического давления среды.

В состоянии анабиоза снижаются интенсивность дыхания, частота сердечных сокращений, скорость обмена веществ. У ряда животных обмен веществ может снизиться в сотни и тысячи раз.

¶Виды анабиоза

¶Механизмы на клеточном уровне

При анабиозе клетки синтезируют защитные соединения — так называемые анабиотические белки и сахара (например, трегалозу у насекомых и тихоходок). Эти вещества стабилизируют мембраны клеток и предотвращают их повреждение при замерзании или высыхании. У тихоходок (Tardigrada) в состоянии анабиоза (так называемый туннельный анабиоз, или тундр) клетки теряют до 95 % воды, но при увлажнении полностью восстанавливают активность — зафиксированы случаи оживления особей после десятилетий высыхания.

¶Анабиоз у человека

Полноценный анабиоз у человека невозможен: организм не способен к длительному замедлению обмена веществ без гибели клеток. Однако в медицине используются состояния, частично напоминающие анабиоз:

• Гипотермия — искусственное охлаждение тела (например, при операциях на сердце или после остановки сердца) для снижения потребности тканей в кислороде;
• Криоконсервация — замораживание спермы, яйцеклеток, эмбрионов и стволовых клеток с последующим размораживанием;
• Индукция анабиоза — экспериментальные методы, изучающие возможность перевода человека в состояние анабиоза для длительных космических полётов.

¶Применение

• Космическая биология — изучение анабиоза для разработки методов длительной консервации живых организмов в космических экспедициях;
• Медицина — криоконсервация репродуктивного материала и тканей;
• Сельское хозяйство — сохранение семян и полезных насекомых-опылителей;
• Биотехнология — хранение штаммов микроорганизмов в состоянии анабиоза.

¶Интересные факты

• Тихоходки способны выживать в открытом космосе: в 2007 году эксперимент Европейского космического агентства показал, что особи пережили 10 дней в вакууме и при облучении.
• Некоторые нематоды из Антарктики оживали после замораживания в вечной мерзлоте на протяжении тысячелетий.
• Семена некоторых растений сохраняют всхожесть десятилетиями, оставаясь в состоянии анабиоза.

¶Источники

• Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров. — М.: Советская энциклопедия, 1986.
• Космолинский Ф. П. Физиология и биохимия анабиоза. — Л.: Наука, 1976.
• Keilin D. The problem of anabiosis or latent life: history and current concept. — Proc. R. Soc. Lond. B, 1959.
• Hengherr S. et al. Tardigrades in space: survival, DNA damage, and recovery. — Astrobiology, 2008.