Выжившие за пределами

Все животные на клеточном уровне устроены схоже, и поэтому рамки условий жизни у них примерно одинаковы. Но есть существа, которые научились обходить эти пределы: дышать без кислорода, переносить засуху и заморозку. О необычных многоклеточных на лекции «Самые выносливые» рассказал Вадим Марьинский, научный сотрудник кафедры гидробиологии биологического факультета МГУ и преподаватель факультета биологической и медицинской физики МФТИ.

Глубинные трещины и вечная мерзлота

Границы условий жизни определяют температура, давление и химический состав окружающей среды. Так, примерно при 42 °С белок, строительный материал организма, необратимо разрушается, а при низких температурах — замерзает вода, основной растворитель в теле животных.

Благодаря защитной хитиновой оболочке некоторые виды круглых червей способны обитать в суровых условиях. Например, обнаружен в 2011 году в шахтах «Беатрикс» и «Дрифонтейн» (Южная Африка) на глубине более 3,5 километра был обнаружен дьявольский червь (Halicephalobus mephisto). Он обитает под землей в воде температурой около 40–50 °С при высоком давлении и недостатке кислорода.

В 2018 году в Сибири были найдены два вида круглых червей (Panagrolaimus и Plectus), которые, наоборот, выдержали отрицательные температуры: они провели в вечной мерзлоте около 42 тысяч лет. После разморозки черви ожили — теперь это старейшие живые существа на планете.

Суперрегенерация и омолаживающая голодовка

В отличие от круглых, ресничные черви (Turbellaria) — хрупкие существа: их тело не покрыто защитной оболочкой. Однако если механически повредить Turbellaria, то в благоприятных условиях каждая отсеченная часть тела превратится в самостоятельный организм.

Помимо регенерации ресничный червь  имеет необычный способ борьбы с голодом: он начинает переваривать собственное тело и в какой-то момент становится размером с только что вылупившуюся личинку. Если животное продолжит голодать — оно умрет, но если возобновить кормление — вырастет. При этом заново развиваясь, червь омолаживается.

Краткая жизнь и соленое одиночество

Если Turbellaria научился продлевать жизнь, то жаброногие ракообразные (Branchiopoda) стремятся ее сократить: они быстро взрослеют, размножаются и умирают. В постоянных водоемах мелкие и медленные существа будут съедены хищниками, а временные быстро пересыхают. Поэтому ученые считают, что короткий жизненный цикл — эволюционный «вираж», спасающий Branchiopoda от рыб и отсутствия влаги.

При этом один из видов жаброногих (Artemia salina) заселил не временные, а очень соленые озера и реки, где кроме него из крупных многоклеточных почти никто выжить не может.

Бескислородная эволюция и паразитизм

В клетках животных есть митохондрии, которые при участии кислорода производят необходимую для жизни энергию. Поэтому еще несколько лет назад ученые считали, что среди животных вряд ли найдутся анаэробы — организмы, способные обходиться без кислорода.

Усомниться исследователей заставили лорициферы (Loricifera) — одни из самых маленьких многоклеточных существ: взрослое животное по размеру чуть меньше инфузории. Обитают они в воде между песчинок, где почти нет кислорода. Их митохондрии настолько видоизменились в ходе эволюции, что им дали отдельное название — гидрогеносомы. Эти клеточные структуры способны производить энергию, используя для этого водород.

Но и этот рекорд побил найденный год назад Henneguya zschokkei — мелкоклеточный паразит лососевых. Живя в лишенных свободного кислорода тканях, Henneguya совершенно не использует его в процессах жизнедеятельности — на сегодня это единственный известный абсолютный анаэроб среди животных.

Иллюстрации: Айта КРИВОШАПКИНА