Μετά την απόψυξη άρχισε να κινείται, να τρέφεται και να αναπαράγεται σαν να μην είχε περάσει καθόλου χρόνος, σε έρευνα που υποδηλώνει ότι ορισμένες μορφές ζωής μπορούν να επιβιώσουν σε μια μορφή αναστολής λειτουργιών για δεκάδες χιλιάδες χρόνια (Science Daily)
Κάπου στο έδαφος της βορειοανατολικής Γιακουτίας, περίπου 3,5 μέτρα κάτω από τη σημερινή επιφάνεια και παγιδευμένο σε αρκτικό παγετό (permafrost) τόσο παλιό που χρονολογείται από το απόγειο της τελευταίας Εποχής των Παγετώνων, ένα μικρό πολυκύτταρο ζώο περίμενε για πάρα πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα.
Το βιολογικό του ρολόι είχε ουσιαστικά σταματήσει πριν από 24.000 χρόνια, όταν το έδαφος γύρω του πάγωσε μόνιμα
Τα κύτταρά του δεν είχαν διαιρεθεί από τότε. Ο μεταβολισμός του είχε μειωθεί σε επίπεδο σχεδόν μη ανιχνεύσιμο από οποιαδήποτε φυσική μέτρηση.
Σύμφωνα με κάθε συμβατικό ορισμό του «ζωντανού», δεν ήταν - αλλά σύμφωνα με κάθε συμβατικό ορισμό του «νεκρού», δεν ήταν ούτε αυτό.
Βρισκόταν σε μια τρίτη κατάσταση, που ονομάζεται κρυπτοβίωση (cryptobiosis), στην οποία μπορούν να εισέλθουν ορισμένοι ανθεκτικοί οργανισμοί υπό ακραίο στρες και να παραμείνουν για χρονικά διαστήματα που αποδεικνύονται πολύ μεγαλύτερα από ό,τι οι βιολόγοι είχαν προηγουμένως θεωρήσει δυνατό.
Πώς έγινε η ανακάλυψη αυτή
Τον Ιούνιο του 2021, μια ομάδα ερευνητών στο Εργαστήριο Κρυολογίας Εδάφους του Ινστιτούτου Φυσικοχημικών και Βιολογικών Προβλημάτων Εδαφικής Επιστήμης στο Πούστσινο της Ρωσίας δημοσίευσε μια μελέτη στο Current Biology, στην οποία ανέφερε ότι είχε πραγματοποιήσει γεώτρηση σε δείγμα πυρήνα από την περιοχή του ποταμού Alazeya στη Γιακουτία.
Είχε, μάλιστα, απομονώσει το rotifer (σ.σ: μικροσκοπικό πολυκύτταρο ζώο) από τον παγετό, το είχε αποψύξει στο εργαστήριο και είχε παρατηρήσει ότι επανήλθε σε φαινομενική κανονική λειτουργία.
Σύμφωνα με την αρχική εργασία, με επικεφαλής τη Lyubov Shmakova και τους συνεργάτες της, η ραδιοχρονολόγηση του ιζήματος από το οποίο ανακτήθηκε το rotifer τοποθετούσε την τελευταία ενεργή περίοδό του μεταξύ περίπου 23.960 - 24.485 ετών πριν.
Μετά την απόψυξη, το ζώο άρχισε να κινείται κανονικά, να τρέφεται με βακτήρια και άλγες που του προσφέρθηκαν σε εργαστηριακές καλλιέργειες και να αναπαράγεται μέσω παρθενογένεσης - της μορφής ασεξουαλικής κλωνοποίησης που χρησιμοποιούν τα bdelloid rotifers αποκλειστικά εδώ και περίπου 40 εκατομμύρια χρόνια.
Τι είναι ένα bdelloid rotifer
Τα bdelloid rotifers είναι μικροσκοπικά πολυκύτταρα ζώα, γενικά μεταξύ 0,1 - 0,5 χιλιοστών, που ζουν σε γλυκό νερό και υγρά εδάφη σχεδόν παντού στη Γη.
Έχουν περίπου χίλια κύτταρα το καθένα, οργανωμένα σε ένα σώμα με κεφάλι, πόδι και τη χαρακτηριστική κροσσωτή «κορώνα» - ένα στέμμα από κινούμενες βλεφαρίδες που δίνει στο σύνολο την ονομασία του (σ.σ: σημαίνει «φορέας τροχού»).
Υπάρχουν ως ξεχωριστή εξελικτική γραμμή για περίπου 25 εκατομμύρια χρόνια και, ασυνήθιστα μεταξύ των πολυκύτταρων ζώων, αναπαράγονται αποκλειστικά μέσω παρθενογένεσης - δεν υπάρχουν αρσενικά σε κανένα είδος bdelloid.
Η συνολική κλάση είναι λειτουργικά μόνο θηλυκή εδώ και δεκάδες εκατομμύρια χρόνια, κάτι που έχει αποτελέσει μακροχρόνιο αίνιγμα στην εξελικτική βιολογία: πώς αποφεύγει μια τέτοια γραμμή τη γενετική υποβάθμιση που συνήθως προκαλεί η ασεξουαλική αναπαραγωγή;
Τα bdelloids είναι επίσης γνωστά για την εξαιρετική αντοχή τους σε περιβαλλοντικό στρες
Σύμφωνα με την κάλυψη του Smithsonian Magazine για τη μελέτη του 2021, μπορούν να επιβιώσουν όταν αφυδατωθούν πλήρως, όταν εκτεθούν σε υψηλές δόσεις ακτινοβολίας, σε χαμηλό ή μηδενικό οξυγόνο, σε ακραίο ψύχος και τώρα - με βάση τη ρωσική έρευνα - όταν παγώσουν σε permafrost για δεκάδες χιλιάδες χρόνια.
Κάθε ένα από αυτά τα στρες προκαλεί συνήθως άμεση βλάβη στα κύτταρα: η ξήρανση διαταράσσει τις μεμβράνες, η ακτινοβολία σπάει το DNA, η ψύξη δημιουργεί κρυστάλλους πάγου που διατρυπούν κυτταρικές δομές.
Τα bdelloids αντέχουν όλα αυτά. Πριν από τη μελέτη του 2021, η μεγαλύτερη καταγεγραμμένη επιβίωση bdelloid σε παγωμένες συνθήκες ήταν περίπου 10 χρόνια.
Το νέο εύρημα επέκτεινε αυτό το όριο κατά περίπου 2.400 φορές, τοποθετώντας το bdelloid rotifer σε μια μικρή κατηγορία πολυκύτταρων οργανισμών που μπορούν, πρακτικά, να θεωρηθούν σχεδόν απεριόριστα επανενεργοποιήσιμοι.
Πώς λειτουργεί η κρυπτοβίωση
Η τεχνική ονομασία για την κατάσταση αναστολής στην οποία εισέρχονται αυτά τα rotifers είναι κρυπτοβίωση (cryptobiosis), από το ελληνικό «κρυφή ζωή».
Σύμφωνα με την περίληψη της έρευνας στο ScienceDaily, η κρυπτοβίωση είναι μια κατάσταση σχεδόν πλήρους παύσης του μεταβολισμού - οι βιολογικές διεργασίες του οργανισμού επιβραδύνονται σε επίπεδο που προσεγγίζει το μηδέν, ενώ οι κυτταρικές δομές παραμένουν σε διαμόρφωση που μπορεί να επανεκκινήσει όταν οι συνθήκες βελτιωθούν.
Οι μηχανισμοί με τους οποίους επιτυγχάνεται αυτό δεν είναι πλήρως κατανοητοί, αλλά ορισμένα στοιχεία είναι γνωστά.
Τα bdelloid rotifers παράγουν προστατευτικά σάκχαρα, κυρίως trehalose, που αντικαθιστούν το νερό στις κυτταρικές δομές και αποτρέπουν την κατάρρευση των λιπιδικών μεμβρανών όταν το κύτταρο αφυδατώνεται ή παγώνει.
Παράγουν επίσης εξειδικευμένες πρωτεΐνες που προστατεύουν τις μεμβράνες και το DNA κατά την περίοδο της κρυπτοβίωσης.
Το πιο εντυπωσιακό χαρακτηριστικό της επιβίωσης των bdelloids είναι η εξαιρετική ικανότητά τους για επιδιόρθωση DNA μετά την επαναφορά.
Το DNA σε ένα παγωμένο ή αφυδατωμένο κύτταρο συσσωρεύει βλάβες με την πάροδο του χρόνου, ανεξάρτητα από το αν το κύτταρο μεταβολίζεται - η φυσική ακτινοβολία του περιβάλλοντος από μόνη της προκαλεί έναν σταθερό ρυθμό θραύσεων διπλής έλικας στο DNA.
Τα bdelloid rotifers, κατά την επανενεργοποίηση, μπορούν να επιδιορθώσουν εκτεταμένες βλάβες DNA που θα σκότωναν τους περισσότερους άλλους πολυκύτταρους οργανισμούς.
Οι μοριακοί μηχανισμοί που εμπλέκονται αποτελούν πλέον ενεργό πεδίο έρευνας, εν μέρει λόγω της πιθανής τους σημασίας για την ανθρώπινη κρυοσυντήρηση.
Αν οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης των bdelloids μπορούσαν να μεταφερθούν ή να προσομοιωθούν σε ανθρώπινα κύτταρα, οι προοπτικές για μακροχρόνια αποθήκευση ανθρώπινων ιστών θα βελτιώνονταν σημαντικά.
Πού εντάσσεται στη γενικότερη βιβλιογραφία
Το αποτέλεσμα του 2021 για τα bdelloids είναι ένα από τα πολλά πρόσφατα ευρήματα που έχουν καθιερώσει την πολυχιλιετή κρυπτοβίωση ως πραγματικό και όλο και καλύτερα τεκμηριωμένο βιολογικό φαινόμενο.
Σύμφωνα με την κάλυψη του CNN της μελέτης, το προηγούμενο πιο γνωστό παράδειγμα επαναφοράς πολυκύτταρου οργανισμού από αρχαίο πάγο ήταν ένα φυτό campion του οποίου οι σπόροι, ανακτημένοι από 32.000 ετών σιβηρικό permafrost το 2012, κατάφεραν να αναβλαστήσουν.
Το 2023, το ίδιο ρωσικό εργαστήριο δημοσίευσε μελέτη για την επαναφορά νηματωδών σκουληκιών από 46.000 ετών permafrost της Σιβηρίας - ενός νέου είδους με την ονομασία Panagrolaimus kolymaensis - επεκτείνοντας περαιτέρω τα γνωστά όρια της κρυπτοβίωσης.
Το συνολικό βάρος αυτών των ευρημάτων δείχνει ότι οι περιοχές του permafrost της Γης περιέχουν σημαντικό αριθμό λανθανόντων οργανισμών που έχουν παραμείνει σε αναμονή για χιλιάδες έως δυνητικά εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια.
Οι περισσότεροι είναι μικροσκοπικοί - βακτήρια, αρχαία, ιοί, μικροσκοπικά ζώα - αλλά ορισμένοι, όπως τα rotifers και τα νηματώδη, είναι πολυκύτταροι.
Τι σημαίνει αυτό το 2026
Το εύρημα για τα bdelloids έχει τόσο βασικές επιστημονικές όσο και εφαρμοσμένες συνέπειες που συνεχίζουν να εξελίσσονται.
Στη βασική επιστήμη, το ερώτημα γιατί ορισμένοι οργανισμοί μπορούν να επιβιώσουν σε ακραία κρυπτοβίωση έχει γίνει ενεργό πεδίο έρευνας για την κατανόηση των ορίων της μεταβολικής αναστολής ως στρατηγικής ζωής.
Στις εφαρμογές, οι επιπτώσεις για την κρυοσυντήρηση ανθρώπινων ιστών, την αποθήκευση βιολογικών δειγμάτων και πιθανώς τη μακροχρόνια διαστημική αποστολή διερευνώνται.
Η κλιματική αλλαγή προσθέτει μια επιπλέον διάσταση: καθώς το αρκτικό permafrost λιώνει, αρχαίοι οργανισμοί απελευθερώνονται στο περιβάλλον.
Το bdelloid rotifer είναι αβλαβές, αλλά εντάσσεται σε μια ευρύτερη επανεμφάνιση αρχαίας ζωής από τα παγωμένα οικοσυστήματα της Γης, με άγνωστες πλήρως συνέπειες καθώς το «φυσικό καταψύκτη» που τα διατηρούσε σταθερά για 25.000 χρόνια αρχίζει να αποσταθεροποιείται.
www.worldenergynews.gr
