Anabioza – czym jest to zjawisko? Kto wchodzi w zawieszoną animację? Rola zawieszonej animacji jako sposobu doświadczania niesprzyjających warunków. Anabioza: czym jest to zjawisko i dla kogo jest charakterystyczne. Zasada anabiozy. Zawieszona animacja człowieka

Wpływ Kultura masowa, zwłaszcza kino, jest świetne i niezaprzeczalne. Weźmy na przykład anabiozę. Co to jest, ludzie nie mają pojęcia, ale każdy, kto ma więcej niż trzy do pięciu lat, wie o tym dzięki filmom takim jak „Obcy” czy „Awatar”. Istnieją jednak pewne, bardzo powszechne nieporozumienia w interpretacji tego terminu. Większość powie, że zawieszona animacja to sen podobny do śmierci. Ale taki opis pasowałby raczej do letargu, który jest stanem chorobowym towarzyszącym wielkiemu wyczerpaniu, histerii i wielkiemu nagłemu podnieceniu. A stan anabiozy to zaplanowana przez naturę reakcja ochronna, która pomaga przetrwać regularne niekorzystne okoliczności.

Historia pochodzenia terminu

Leeuwenhoek po raz pierwszy odkrył i opisał takie zjawisko, a wydarzyło się to dwa i pół wieku temu. W nieco przypadkowym eksperymencie umieścił suchy piasek w wodzie. Po pewnym czasie pod mikroskopem zobaczyłem małe organizmy w stanie aktywnym. Po wyschnięciu ponownie wizualnie przestały istnieć. Leeuwenhoek nazwał te małe zwierzęta wrotkami - i tak po raz pierwszy opisano anabiozę. Co to za zjawisko, powiedział Wilhelm Preyer. Nadał mu nazwę, a stało się to znacznie później, pod koniec XIX wieku (dokładniej w 1873 roku). Samo tłumaczenie terminu występuje w dwóch wersjach. Według pierwszej „ana” – „nie” i „bios” – „życie”. Nawiasem mówiąc, druga część jest zawsze tłumaczona w ten sam sposób. Ale pierwszy jest czasami interpretowany jako „ponownie”. W związku z tym w pierwszym przypadku mamy „nie życie”, „śmierć urojoną”, w drugim „przebudzenie”, „powrót do życia”.

Anabioza: co to jest z punktu widzenia biologii

Wszystkie procesy charakterystyczne dla organizmu wchodzącego w taki stan są tak spowolnione, że nie ma znaki zewnętrzneżycie. To jest zasada anabiozy. Stan objawia się, gdy warunki środowiskowe ulegają pogorszeniu. Najbardziej wyraźna anabioza występuje u bakterii, pierwotniaków, które mogą tworzyć cysty, oraz grzybów. Według obszaru dystrybucji pierwsze miejsce zajmują stworzenia pustynne, reagując w ten sposób na wysokie temperatury. Należy również zauważyć, mówiąc o zawieszonej animacji, że zjawisko to jest tymczasowe, przemijające samoistnie, gdy tylko warunki wokół stają się korzystniejsze. Nie musisz wkładać żadnego dodatkowego wysiłku, aby przywrócić go do życia.

Rodzaje zawieszonej animacji

W zależności od częstotliwości i warunków wystąpienia zawieszona animacja dzieli się na wymuszoną i sezonową. Pierwszy przychodzi z pomocą organizmowi zdolnemu do tego, gdy nagle warunki otoczenia zmieniają się tak bardzo, że stawiają pod znakiem zapytania jego istnienie. Za przykład mogą posłużyć te same eksperymenty Leeuwenhoeka.

Sezonowość wyróżnia się pewną częstotliwością; żywe istoty wpadają w nią w niesprzyjającej im porze i przygotowują się do niej zawczasu. Lub jest charakterystyczny dla pewnego etapu rozwoju. Typowym przykładem są cysty, nasiona, zarodniki, larwy komarów.

Możesz także rozróżnić pełną (prawdziwą lub rzeczywistą) i niekompletną zawieszoną animację. Pierwsza w naturze jest niezwykle rzadka - zbyt wiele warunków i czynników musi się pokrywać. W tym samym czasie cała biochemia w „śpiącym” organizmie ustaje, ale zdolność przywracania aktywności życiowej pozostaje. Niepełna animacja zawieszona charakteryzuje się zachowaniem części procesów biochemicznych w działaniu. Lista korzystających z niego jest znacznie szersza.

Kto jest zdolny do hibernacji?

Lista nie jest tak długa, zwłaszcza jeśli mamy na myśli prawdziwą hibernację:

bakterie tworzące zarodniki;
grzyby - nie te, które są zjadane, ale mikroskopijne;
bezkręgowce i pierwotniaki - od koelenteratów (osobne gatunki) do kilku owadów;
od kręgowców - nietoperze, niektóre płazy (salamandra syberyjska i dal - ryba z Czukotki i Alaski);
u roślin - zarodników i nasion na uwagę zasługuje pod tym względem róża jerychońska, w której organy wegetatywne popadają w zawieszoną animację.

Warunki podstawowe

Bez anabiozy jest to niemożliwe. Jednak nie każde odwodnienie do tego prowadzi: w procesie zawieszonej animacji musi być zachowane, co jest niedostępne dla większości. Jeśli podczas odwodnienia białko zostanie rozbite, odbudowa całego organizmu jest niemożliwa - umiera.

spory naukowe

Wśród naukowców nie ma zgody co do tego, jakie metody radzenia sobie z ciężkimi można przypisać koncepcji „anabiozy”. Co oznacza ten termin? Z tym, że można to przypisać hibernacja, nie wszyscy się zgadzają. Ale ponieważ większość procesów jest zahamowana: zwierzę nie potrzebuje jedzenia, nie wypróżnia się, nie cierpi na zimno i nie odczuwa pragnienia, nadal oddycha, serce bije, a niektóre reakcje biochemiczne w ciele nie ustają, wielu badaczy nadal uważa, że hibernacja jest możliwa, rozważ wariant niepełnej, częściowej anabiozy.

Ale wstrzymanie procesów życiowych u zwierząt zimnokrwistych jest przez wszystkich naukowców pewnie związane z wstrzymaniem animacji. Powodem jest chociażby to, że przed wejściem do organizmu te same żaby zaczynają wytwarzać rodzaj środka przeciw zamarzaniu, który jest potrzebny, aby zapobiec krystalizacji wody wewnątrz komórek, co niezmiennie prowadzi do pęknięcia błon komórkowych i śmierci zwierzęcia. Serce żaby zatrzymuje się, nerki nie pracują, nie ma oddechu. A białko - najbardziej wrażliwy składnik organizmu - przekształca się w hydrożel, podobny z wyglądu do suchej żelatyny. W zawieszonej animacji żaba nie różni się niczym od martwej. Jednak wraz z ociepleniem serce zaczyna bić, a wszystkie funkcje zostają przywrócone.

Perspektywy dla osoby

Jeśli ludzka animacja zawieszona kiedykolwiek stanie się możliwa, medycyna natychmiast przejdzie do następnego kroku. Możliwe będzie utrzymanie ciała ofiary w stanie nienaruszonym, dopóki nie będzie można go wyleczyć. Podróże międzygwiezdne okażą się dość przystępne (znowu przywołujemy filmy space-fiction). Jednak takiego przełomu nie oczekuje się w najbliższej przyszłości.

Planeta Ziemia to odpowiednie miejsce do rozwoju najbardziej różnorodnych i dziwacznych. Różnego rodzaju organizmy, od bakterii po ludzi, nauczyły się na nim żyć i współistnieć.

Jednak nie zawsze warunki życia na ziemi można nazwać idealnymi. Czasami wiele gatunków żywych organizmów, w tym ludzie, musi nauczyć się umiejętności przetrwania. Część z nich znalazła dla siebie odpowiednie wyjście w tej trudnej sprawie. Stali się zawieszoną animacją.

Stan anabiozy charakteryzuje się ostrym spowolnieniem organizmu w którym praktycznie nie ma widocznych oznak życia. Istota tego stanu sprowadza się do gwałtownego odwodnienia organizmu.

W sprzyjających warunkach przywracane są procesy życiowe. Jeśli takie odwodnienie prowadzi do naruszenia struktury białka, jego koagulacji, nieodwracalne zmiany prowadząc do śmierci. Ta metoda przetrwania jest z reguły stosowana w przypadku nagłych zmian temperatury lub przy braku wilgoci.

W zależności od sposobu wystąpienia i jakości zawieszona animacja ma miejsce:

zmuszony;
Sezonowy;
Pełne (prawdziwe);
Niekompletny.

Wymuszone zawieszenie animacji ciało pojawia się w wyniku nagłego ataku niekorzystne warunkiżycie i zatrzymuje się po ich zmianie w korzystnym kierunku.

Anabioza sezonowa występuje na pewnych etapach rozwoju organizmu. Jest to proces adaptacji zarodka do trudnych warunków środowiskowych. Ten rodzaj zawieszonej animacji jest typowy dla zarodników, nasion, cyst embrionów skorupiaków i larw komarów.

Przy całkowitej anabiozie procesy biochemiczne w ciele całkowicie się zatrzymują, ale zdolność do życia pozostaje.. Jest niezwykle rzadki w przyrodzie, ponieważ jego występowanie wymaga jednoczesnego połączenia wielu warunków środowiskowych.

Niekompletna zawieszona animacja występuje znacznie częściej. Ze względu na obecność wilgoci w atmosferze głębokie wysuszenie organizmu jest niemożliwe.

Anabioza i pierwotniaki

Najbardziej odpornymi organizmami na niekorzystne warunki są bakterie i grzyby tworzące przetrwalniki. Niektóre zarodniki mogą przetrwać wiele lat. Nie boją się ani suchych gleb pustyń, ani zamarzniętych krain Arktyki. Anabioza stała się normalnym cyklem rozwojowym wielu rodzajów nasion i zarodników.

Ze względu na niekończące się zmiany warunków środowiskowych, większość rodzajów bakterii jest również w trakcie ciągłej adaptacji.. Staje się to możliwe dzięki ich bezprecedensowej wielości, różnorodności form i wszechobecności dystrybucji. Nie boją się ani wysokości 80 km, ani głębokości zbiorników wodnych 11 km, gdzie ciśnienie może osiągnąć ponad 1000 atmosfer. Żywe bakterie mogą wytrzymać śmiertelne dawki promieniowania dla innych.

Animacja zimnokrwista i zawieszona

W świecie zwierząt prawdziwa zawieszona animacja występuje tylko u zwierząt zimnokrwistych. Jednocześnie w ich ciele gromadzą się specjalne substancje, środki przeciw zamarzaniu. Są niezbędne, aby zapobiec wewnątrzkomórkowej krystalizacji wody, która prowadzi do nieuchronnej śmierci.

Rozważ przykład żaby . Wraz z nadejściem chłodu żaba przygotowuje się do najtrudniejszego etapu w swoim życiu. Gdy tylko dotknie lodu, ze środka ciała dochodzi sygnał, aby: narządy wewnętrzne. Po chwili ta woda zamienia się w stały lód. Zatrzymuje oddychanie, bicie serca, czynność nerek. Na kilka tygodni żaba pogrąża się w stanie umierania. W tej formie przypomina sopel lodu. Jeśli chodzi o białko, cudownie przechodzi w stan hydrożelowy, podobny do suchej żelatyny. Wraz z nadejściem odpowiednich warunków białko pęcznieje, przywracając całe ciało do życia. Głównym sekretem przetrwania w tym stanie jest obecność we krwi żaby specjalnej sacharozy, która działa jak środek przeciw zamarzaniu. Wraz z pojawieniem się ciepła, serce żaby zaczyna bić w nieoczekiwany sposób. Stopniowo wraca do życia.

Stan anabiozy występuje również u niektórych mięczaków. . Na przykład ślimak Ampularia żyje w miejscach, w których często występują okresy suszy. W takich przypadkach mięczak zakopuje się w mule i po szczelnym zamknięciu pokrywy wpada w anabiozę. Taką zawieszoną animację można nazwać wymuszoną. Z nieobecnością trudne warunki susza Ampulyaria nie zapada w stan hibernacji. Ślimak winogronowy również regularnie zapada w stan hibernacji, który trwa od 3 do 5 miesięcy.

Czy możliwa jest animacja zawieszona przez człowieka?

Nieśmiertelność

Anabioza w medycynie

Najczęściej animację zawieszoną wykorzystuje się w medycynie do przygotowania żywych szczepionek.. Dzięki temu procesowi naukowcy nauczyli się przez długi czas zachowywać wszystkie właściwości drobnoustrojów.

Kolejny stan zawieszonej animacji służy do konserwacji różnych narządów do ich dalszej transplantacji. Te narządy to: skóra, kości, szpik kostny i aorta. Stało się to możliwe dzięki temu, że przez pewien czas pozostają zdolne do życia, nawet po ustaniu dopływu tlenu i przy braku krążenia krwi. Ponieważ te narządy i tkanki, po wyizolowaniu z organizmu, pozostają żywe, nazywa się je ocalałymi. Próby zamrożenia tak ważnych narządów, jak serce, nerki, wątroba, prowadzą do nowych trudności, które wymagają dokładniejszego rozwoju.

W ten sposób zawieszona animacja stała się głównym sposobem przetrwania wielu gatunków żywych organizmów. Dzięki niemu takie stworzenia były w stanie nie tylko przystosować się w trudnym środowisku, ale także zdobyć umiejętności niezbędne do dalszego rozwoju. Naukowcy nadal badają stan zawieszonej animacji, aby zastosować zdobytą wiedzę nie tylko w medycynie, ale także w biologii i innych ważnych naukach. Być może takie badania doprowadzą do nowych dróg w szybko niszczejącym świecie. W każdym razie zawieszona animacja nadal jest jedną z trudne zagadki Natura.

W naturze istnieją mechanizmy, które chronią rośliny i zwierzęta przed szkodliwymi skutkami. środowisko, klimatyczne i warunki środowiska. Niektóre zapadają w stan hibernacji, inne przestają się rozwijać, ale najdoskonalszym sposobem na przetrwanie jest zawieszona animacja. Co to jest i kto w to wpada, rozważymy w poniższym artykule.

Definicja

W tłumaczeniu ze starożytnej greki anabioza oznacza „powrót do życia”. Definicja zawieszonej animacji według Wikipedii to czasowe ustanie lub zahamowanie procesów życiowych pod wpływem czynników zewnętrznych lub czynniki wewnętrzne. Wszystkie procesy zachodzące w ciele (oddychanie, puls itp.) są tak powolne, że można je określić tylko przy użyciu specjalnego sprzętu.

Żywe organizmy wpadają w stan anabiozy z gwałtowną zmianą warunków egzystencji na gorsze. Po poprawie warunków rozpoczyna się okres rekonwalescencji i przejście do normalnego trybu życia.

Rola w przyrodzie

W naturze anabioza występuje nie tylko wśród organizmów zwierzęcych. Jest szeroko rozpowszechniony wśród mikroorganizmów, w tym bakterii i niektórych rodzajów alg. Anabioza jest również reprezentowana w świecie roślin.

Prace badawcze naukowców dowiodły roli zawieszonej animacji jako sposobu doświadczania niekorzystnych warunków. Doszli do wniosku, że w procesie ewolucji niektóre rodzaje roślin i mikroorganizmów przystosowały się do popadnięcia w stan zawieszenia animacji i pozostawania w nim od kilku miesięcy do milionów lat, a następnie wznowienia naturalnych procesów życiowych.

Klasyfikacja

W naturze rozróżnia się dwa rodzaje zawieszonej animacji:

Wymuszone zawieszenie animacji. Ten typ Występuje na każdym etapie rozwoju organizmu, dzieje się to na skutek znacznego niekorzystnego oddziaływania środowiska i ustaje, gdy poprawiają się warunki egzystencji.
Hibernacja sezonowa (ontogenetyczna). Taki stan występuje na pewnym etapie rozwoju organizmów. Ponadto charakteryzuje się zdolnością zarodka do adaptacji do: negatywny wpływ otoczenie zewnętrzne siedlisko, na przykład, gdy jaja skorupiaków są w spoczynku.

Ze względu na charakter zmian w wodzie i jej ilość w organizmach, w związku z którymi nastąpiło przejście w stan anabiozy, można również określić niektóre typy:

Co to jest - zawieszona animacja spowodowana wysychaniem organizmów? W odniesieniu do tego schorzenia często używa się terminu anhydrobioza, co zdaniem niektórych biologów nie jest całkowicie poprawną definicją. Wynika to z niemożności całkowitej utraty płynów podczas przejścia do anabiozy.
Głębokie zamrażanie powodujące hibernację. Proces ten wynika z przejścia wody w stan lodu i nazywa się krioanabiozą.
Anabioza spowodowana obecnością żywego organizmu w warunkach podwyższonego stężenia soli i ciśnienia osmotycznego, co skutkuje ekstrakcją wody z tkanek. Z reguły ten stan nazywa się osmotyczną animacją zawieszoną.

Suszenie i zamrażanie

Nasiona są żywym przykładem anabiozy podczas suszenia, niektóre z nich zachowują żywotność po wielu dziesięcioleciach.

W ożywienie zawieszone wpadają także gatunki bezkręgowców: robaki, mięczaki lądowe, niektóre owady i raki, wśród kręgowców pojedyncze okazy płazów i gadów potrafią stracić od 50 do 75% wody, wpadają w ożywienie zawieszone i po chwili ożywają . nowoczesna nauka Zidentyfikowano niektóre rodzaje bakterii, które tworzą zarodniki w warunkach anabiozy. Są to odwodnione komórki z gęstą błoną. Dzięki tworzeniu się zarodników znacznie zwiększają odporność na prawie wszystkie czynniki środowiskowe.

Mówiąc o hibernacji spowodowanej zamarzaniem, odnotowuje się nie tylko spadek zawartości wody, ale także szereg innych zmian, takich jak zmniejszenie i zagęszczenie organizmu, utrata aktywności enzymatycznej, pogrubienie cytoplazmy, całkowite ustanie metabolizm.

W okresie anabiozy organizm nie ulega zmianom wzrostu, rozwoju i dojrzewania, dzięki czemu jego istnienie jest wielokrotnie przedłużane. Najbardziej odporne na zamrażanie i suszenie są bakterie, grzyby i niektóre rodzaje wirusów chorobotwórczych.

gradacja

Głębokość marazmu zależy bezpośrednio od stężenia zalegającego płynu, a hibernację poprzedza proces akumulacji tkanki tłuszczowej. Czas przebywania organizmu w jednym ze stanów oraz warunki jego utrzymania dzieli się na następujące etapy:

Ta hibernacja, spowodowana głębokim odwodnieniem (w wyjątkowych przypadkach 100%), może trwać dziesiątki, setki, a czasem tysiące lat. Ten stan idealny jest scharakteryzowany całkowite usunięcie wolny płyn z organizmu, podczas gdy cała woda wiążąca cząsteczki pozostaje. W przypadku, gdy w organizmie pozostaje wolna woda, proces, choć w wolniejszym tempie, trwa i prędzej czy później doprowadzi do śmierci komórki. Usunięcie wody wiążącej molekularnie również z czasem zabije organizm. W przypadku całkowitego usunięcia wolnego płynu i całkowitego zachowania związanego z cząsteczkami żywego organizmu, może on pozostawać w zawieszeniu przez nieograniczony czas.
Diapauza to częściowe odwodnienie organizmu, w którym nie może przebywać tak długo, jak podczas zawieszonej animacji.
Drętwienie. Przed nadejściem tego stanu organizmy gromadzą płyn, który nie może zamarznąć. Torpor może trwać średnio rok lub trochę dłużej.
Hibernacja. W ramach przygotowań do hibernacji zwierzęta gromadzą złogi tłuszczu, które zapewniają przeżycie. W tym stanie mogą przebywać kilka miesięcy, w rzadkich przypadkach - rok.

Kto wpada w zawieszoną animację ze świata zwierząt?

Wraz z owadami i mikroorganizmami wyższe kręgowce mogą popaść w stan anabiozy. Nauka zna przykłady odkrycia w lodzie zamrożonych jaszczurek, które ożyły po rozmrożeniu. Warto zauważyć, że niektórzy przedstawiciele zimnokrwistych spędzili tam kilkadziesiąt lat. Ale jeszcze bardziej zaskakujące są przykłady odkrycia w lodzie zwierząt stałocieplnych, które znajdowały się w stanie bliskim anabiozy.

Więc nie najlepszy warunki klimatyczne jeże i skoczki mogą poczekać, zresztą nie da się ich obudzić w żaden znany sposób. Kiedyś, w ramach eksperymentu, zostały wprowadzone w zawieszoną animację nietoperze i króliki.

Wśród płazów bezogonowych ciekawym okazem dla nauki jest żaba w animacji zawieszonej. Naukowcy badają, dlaczego nie zamarza w lodzie. Wiadomo, że żaby przebywają na zewnątrz, gdy nadchodzi zimno i siedzą, dopóki nie będą zdrętwiałe. W procesie zamrażania zachodzą zmiany w ich krwi - wzrasta ilość glukozy. Dzięki temu procesowi ciało żaby staje się galaretowatą masą, w której kryształki lodu nie tworzą się i nie uszkadzają komórek ciała.

Roślina zawieszona animacja

W pobliżu morza często można znaleźć suche skorupy, które niewiele przypominają rośliny, ale jeśli zanurzysz je w wodzie, nabierają koloru, prostują się i zamieniają w glony. To przykład anabiozy roślin. Nawet niższe organizmy wielokomórkowe mają zdolność przechodzenia w stan zawieszenia animacji.

Rośliny poddane anabiozie przez wysuszenie mają ogólną zdolność do odradzania się po deszczu. Mówimy o niektórych rodzajach porostów, mchów i alg. Pomimo przekonania, że rośliny giną bez wody, dla nich tak jest normalne warunki podtrzymywania życia.

Nie sposób nie wspomnieć o anabiozie nasion, które można przechowywać latami, zachowując przy tym ich kiełkowanie. Jednym z niesamowitych przykładów są tysiące lat nasion lotosu znalezione na torfowiskach, z których następnie wyhodowano roślinę.

Zawieszona animacja człowieka

Badania nad animacją zawieszoną człowieka są aktywnie prowadzone do dziś. Wprowadzony w dany stan zwierzęta ciepłokrwiste dają powody, by sądzić, że dana osoba może być również w zawieszonej animacji. Co to oznacza dla naszego gatunku? Aby to zrobić, kilka Praca przygotowawcza:

Zabicie osoby.
Zastąpienie krwi specjalnym roztworem soli fizjologicznej, który nie będzie miał możliwości zamarzania.
Zanurz ciało w kapsule z ciekłym azotem.
Ten pojemnik jest przechowywany niskie temperatury w piwnicach.

Ale badania nie potwierdziły jeszcze faktu pomyślnego rozmrożenia osoby. Jednocześnie naukowcy są skłonni wierzyć, że mózg po takich manipulacjach zostanie bezpowrotnie uszkodzony.

Jakiś czas temu zaproponowano wprowadzenie astronautów w stan wstrzymania animacji na długie międzygalaktyczne podróże. Umożliwi to długotrwałe utrzymanie życia astronauty i zaoszczędzenie niezbędnych zasobów.

Liczne laboratoria na całym świecie codziennie przeprowadzają różnorodne badania, których celem jest sztuczne zanurzenie osoby w stanie zawieszonej animacji.

Takie jak suszenie lub zamrażanie, konieczne jest kilkukrotne spowolnienie tempa procesów metabolicznych w organizmie. To jest istota anabiozy. Wszystko zależy od zawartości wody, której zapasy należy zmniejszyć o ¼, a nawet o połowę pierwotnej ilości. Tylko w tym przypadku szybkość reakcji fizjologicznych może się zmniejszyć bez szkody dla organizmu zwierzęcia. Niektórzy naukowcy mówią o możliwości zanurzenia ssaków w stan zawieszenia animacji za pomocą gazów (dwutlenek węgla, argon, siarkowodór)

Zjawisko anabiozy jest wykorzystywane w medycynie do wytwarzania żywych szczepionek, konserwacji tkanek do przeszczepów oraz długoterminowego zabezpieczania szczepów drobnoustrojów.

Anabioza mikroorganizmów

U zarania mikrobiologii uwaga wielu naukowców była skupiona na niezwykłej odporności niektórych mikroorganizmów na suszenie czy zamrażanie. Leeuwenhoek zauważył również zdolność wrotków do powrotu do życia po prawie dwóch latach przebywania w suchym piasku. Później brytyjscy naukowcy odkryli podobne mechanizmy adaptacyjne u larw pszenicy. glisty. Do rewitalizacji potrzebna była tylko wilgoć. Takie drobnoustroje chorobotwórcze jak pałeczka wąglika, bakterie tyfusowe, azjatycki typ cholery vibrios okazały się odporne na niskie temperatury. Nawet po zamrożeniu w temperaturach zbliżonych do zero absolutne, bakterie chorobotwórcze są w stanie zachować swoje zjadliwe właściwości.

Anabioza kręgowców

Wraz z najmniejszymi organizmami w anabiozę wpadają również owady. Imponujący jest jednak stan półśmierci wyższych kręgowców. Nauka zna odkrycia w wieczny lód zamrożone jaszczurki, które w cudowny sposób ożyły po rozmrożeniu. I to pomimo faktu, że niektórzy szczęściarze z zimną krwią spędzili kilkanaście lat w ujemnych temperaturach. Jeszcze bardziej godne uwagi są przykłady odkrycia zwierząt stałocieplnych w stanie podobnym do zawieszonej animacji.

W podobny sposób jerboa i jeże mogą wytrzymać niesprzyjający okres w roku i nie da się ich obudzić w żaden sposób dostępny dla laika. Znane przypadki wprowadzenia w stan zawieszonej animacji nietoperze i nawet . Oczywiście eksperymenty te zostały przeprowadzone przez zainteresowanych naukowców. Teraz na porządku dziennym jest kolejne pytanie - czy osoba bez konsekwencji zdrowotnych może pogrążyć się w zawieszonej animacji?

Anabiozę obserwuje się z ostrym pogorszeniem warunków istnienia (niska temperatura, brak wilgoci itp.). Wraz z nadejściem sprzyjających warunków życia przywracany jest normalny poziom procesów życiowych. Najbardziej odporne na suszenie, nagrzewanie, chłodzenie są bakterie przetrwalnikujące, grzyby, pierwotniaki (tworzące cysty). W organizmach wielokomórkowych spowolnienie aktywności życiowej i jej prawie całkowite zatrzymanie weszły w normalny cykl rozwojowy - nasiona, zarodniki.

Najmniejsze organizmy (na przykład zarodki do ośmiu komórek) można poddać kriokonserwacji, a następnie odtworzyć. Niektóre z nich istnieją w animacji zawieszonej do 13 lat.

Zwierzęta wpadające w anabiozę mogą stracić połowę, a nawet trzy czwarte wody zawartej w tkankach. Anabiozie, w porównaniu z otępieniem i hibernacją, towarzyszy głębsze zahamowanie czynności życiowych.

Zjawisko anabiozy podczas suszenia i chłodzenia wykorzystywane jest do przygotowania suchych żywych szczepionek, długotrwałego przechowywania kultur komórkowych oraz konserwacji tkanek i narządów.

Istnieją dowody na możliwość wprowadzenia ssaków w stan zawieszenia animowania za pomocą gazów, takich jak dwutlenek węgla, argon, siarkowodór itp.

Eksperymenty

Indukcja temperatury anabiozy

Obniżenie temperatury substancji zmniejsza aktywność chemiczną zgodnie z równaniem Arrheniusa. Obejmuje to procesy życiowe, takie jak metabolizm.

Zakres hipotermiczny

W czerwcu 2005 roku naukowcy z Centrum Badań Problemów Resuscytacji im. P. Safar z University of Pittsburgh ogłosił, że byli w stanie wprowadzić psy w stan zawieszenia, a następnie przywrócić je do życia, praktycznie bez uszkodzenia mózgu. W tym celu odpompowano krew ze zwierząt i zastąpiono ją roztworem do wstrzykiwań, który wypełnił całość układ krążenia aby utrzymać żywy organizm w chłodzie. Pod koniec trzech godzin śmierć kliniczna krew wróciła do układu krążenia, a bicie serca zostało przywrócone przez wyładowanie elektryczne. Następnie serce rozpoczęło proces krążenia krwi w trybie normalnym. W ten sposób zwierzęta zostały przywrócone do życia.

20 stycznia 2006 roku lekarze z Boston General Hospital w stanie Massachusetts ogłosili, że w podobny sposób umieszczają świnie w zawieszonych animacjach. Świnie poddano znieczuleniu i udawano utratę krwi skalpelem, jak w przypadku ciężkiego urazu (takiego jak przebicie aorty, co może wystąpić w wypadku samochodowym lub ranie postrzałowej). Po tym, jak świnie straciły około połowy krwi, pozostałą krew zastąpiono schłodzoną solą fizjologiczną. Gdy temperatura ciała osiągnęła 10°C (50°F), uszkodzone naczynia krwionośne naprawiono i zwrócono krew. Ta metoda została przetestowana 200 razy z 90% wskaźnikiem sukcesu.

zakres kriogeniczny

Ta koncepcja jest teoretyczna i często źle rozumiana. Osoba nie jest w stanie przetrwać hibernacji w kriogenicznych (skrajnie niskich) temperaturach z powodu uszkodzeń powstałych w wyniku krystalizacji wody w organizmie. granice nowoczesna technologia i techniki są również niewystarczające, aby zapobiec utracie żywotności komórek. Specjaliści z dziedziny krioniki pracują nad technologiami zasadniczo odmiennymi od paradygmatów animacji zawieszonej.

Do pełnego wdrożenia anabiozy potrzebna jest niezawodna metoda zapobiegania uszkodzeniom komórek. Ze względu na warunki chłodnicze i inne ograniczenia fizyczne, w połączeniu z toksycznością krioprotektanta, udaną witryfikację w laboratorium można osiągnąć tylko na niewielkiej liczbie tkanek. Istnieją również ograniczone dowody na to, że jest to w zasadzie możliwe, ponieważ tylko najmniejsze organizmy mogą być bezpiecznie zamrożone i zeszklone. Badania nad wolno żyjącymi nicieniami wykazały, że wspomnienia można odzyskać, a takie organizmy mogą przetrwać witryfikację z około 100% wskaźnikami powodzenia.

Indukcja chemiczna zawieszonej animacji

22 kwietnia 2005 roku w czasopiśmie naukowym Science opublikowano artykuł donoszący o udanej symulacji hipotermicznej animacji zawieszonej u myszy. Otrzymane dane mają bardzo ważne ponieważ myszy nie hibernują w naturze. Laboratorium Marka B. Rotha w Fred Hutchinson Cancer Research Center w Seattle w stanie Waszyngton umieściło myszy w komorze na 6 godzin wypełnionej mieszaniną zawierającą 80 cząsteczek siarkowodoru na milion cząsteczek powietrza. Temperatura ciała myszy spadła do 13°C, a ich metabolizm zwolnił dziesięciokrotnie, mierzonym produkcją dwutlenku węgla i zużyciem tlenu. Wywołali również niedotlenienie embrionów nicieni i embrionów danio pręgowanego, zanurzając je w wielogodzinnym zawieszeniu animacji, po którym nastąpiła resuscytacja tlenem.

Massachusetts General Hospital w Bostonie hibernowało myszy przy użyciu tej samej metody. Ich tętno zwolniło z 500 do 200 uderzeń na minutę, oddech spadł ze 120 do 25 oddechów na minutę, a temperatura ciała spadła do 30°C (naturalnie: 39°C). Po dwóch godzinach oddychania powietrzem bez siarkowodoru stan myszy wrócił do normy. Potrzebne są dalsze badania, aby zrozumieć, czy gaz ma szkodliwy wpływ na mózg, biorąc pod uwagę, że wpływ siarkowodoru na organizm jest podobny do cyjanowodoru; nie spowalnia to tempa metabolizmu, ale raczej hamuje transfer energii w komórce za pośrednictwem ATP.

Eksperymenty na owcach poddanych sedacji oraz na świniach częściowo wentylowanych w znieczuleniu zakończyły się niepowodzeniem. Przypuszczalnie w przypadku dużych ssaków może to być niewykonalne. W każdym razie długoterminowa animacja zawieszona nie została zrealizowana.

Zawieszona animacja człowieka

Prace nad animacją zawieszoną człowieka są wciąż w początkowej fazie rozwoju teoretycznego i eksperymentów na zwierzętach. Jednak pierwsze sukcesy w zanurzeniu w anabiozę zwierząt stałocieplnych, w szczególności myszy, sugerują, że nie ma fundamentalnych przeszkód we wdrażaniu anabiozy człowieka.

Zanurzenie astronautów w zawieszoną animację proponowano jako jeden ze sposobów na długą międzygwiezdną lub międzygalaktyczną podróż ludzkości. W tym przypadku nie jest potrzebny statek pokoleń. Potrzebni są tylko „dozorcy”, którzy kontrolują największą część zamarzniętej populacji statku. Pozwoli to znacznie zaoszczędzić środki niezbędne do utrzymania życia załogi i pasażerów.

Od lat 70. sztucznie indukowana hipotermia jest stosowana w niektórych operacjach kardiochirurgicznych jako alternatywa dla sztucznych płuco-serce. Jednak zapewnione chłodzenie Limitowana ilość czas do pracy i istniało ryzyko uszkodzenia tkanki i mózgu.

Obecnie trwa wiele projektów badawczych, które mają na celu wywołanie w organizmie człowieka „sztucznej hibernacji”. To zanurzenie w stanie zawieszonej animacji przyda się również z wielu powodów, takich jak ratowanie życia ciężko chorych lub rannych. Stan głębokiej hipotermii pomoże kupić czas w oczekiwaniu na pomoc medyczną.

Rzeczywiste przykłady przetrwania ludzi, którzy są długi czas w stanie hipotermii:

1999 Anna Bogenholm, szwedzki radiolog, przebywał w lodowatym jeziorze pod lodem przez 40 minut w stanie hipotermii. Jej temperatura ciała spadła do 13,7°C (56,7°F). Po resuscytacji odzyskała zmysły praktycznie bez uszkodzenia mózgu.

Zobacz też

Uwagi

(nieznany) .
Najdłużej urodzony zamrożony zarodek, BBC News (6 lipca 2005 r.). Źródło 14 stycznia 2009 .
Trojaczki urodzone w 13-letniej przerwie, Times Online (6 lipca 2005). Źródło 24 stycznia 2010 .
Mihm, Stephen. Zombie Psy, New York Times(11 grudnia 2005).
Alam HB, Rhee P, Honma K, Chen H, Ayuste WE, Lin T, Toruń K, Mehrani T, Engel C, Chen Z. (2006). „Czy tempo ponownego nagrzewania się po głębokim zatrzymaniu hipotermii wpływa na wynik w świńskim modelu śmiertelnego krwotoku?”. J Trauma. ncbi.nlm.nih.gov. 60 (1): 134-146. DOI:10.1097/01.ta.0000198469.95292.ec. PMID.
Lekarze ogłaszają zawieszenie animacji sukcesu, The Sydney Morning Herald (20 stycznia 2006). Źródło 10 października 2006.
Pozostawione pomiędzy życiem a śmiercią: Pierwszymi „zawieszonymi procesami animacyjnymi nastawionymina rozpoczęcie licytacji w kupieniu czasu na kłucie i strzelanie ofiar .
Cryonet 2008 zawieszony animacja kontra krionika
Fahy, Grzegorz M.; Wowk, Brian (2015). „Zasady kriokonserwacji przez zeszklenie”. Metody w biologii molekularnej. 1257 : 30-33. DOI:10.1007/978-1-4939-2193-5_2. ISSN 1064-3745.
Vita-More, Barranco. „Trwałość długoterminowej pamięci w zeszklonej i ożywionej C. elegans”. Odmładzanie Badania doi: 10.1089/rej.2014.1636