Анабиоз

В 18 веке многие естествоиспытатели были увлечены изучением необъяснимого в то время явления «воскресения» животных и растительных организмов, существенно или полностью прекративших обмен веществ в результате высушивания или замораживания. Такое явление впервые описал в 1705 голландский натуралист А. Левенгук, наблюдавший за микроскопическими червями — красными коловратками (Philodina roseola). Существенный вклад в изучение анабиоза внесли английский натуралист и священник Дж. Т. Нидхем, изучая жизненный цикл пшеничной нематоды (Tylenchus tritici) (1743), и итальянский естествоиспытатель Л. Спалланцани, продолжавший наблюдения Левенгука за коловратками (1777).

Термин «анабиоз» предложил впервые немецкий ученый Вильгельм Прайер в 1873. В 1900 Макфедайн и Роуланд провели опыты по замораживанию различных бактерий — стафилококков, протея и других микроорганизмов при температуре −182 °С в течение 20 часов. В 1909 году российский ученый П. В. Бутягин замораживал микроорганизмы и установил, что при температуре −20 — −44 °С большинство из них сохраняет жизнеспособность в течение 3 месяцев.

Значительный вклад в изучение анабиоза внес российский ученый П. И. Бахметьев, первым начавший научно исследовать состояние организма насекомых при замораживании с помощью собственноручно изготовленного электрического прибора (1899). В его опытах бабочку, помещенную в холодную камеру, сначала постепенно охлаждали до −10 °С, затем быстро нагревали до −1, 5 °С, после чего снова постепенно охлаждали до −10 °С. При разогревании такие бабочки оживали. Это необычайное явление Бахметьев назвал температурным скачком. В 1912 ему удалось искусственно вызвать анабиоз у млекопитающего — летучей мыши, которую помещали в холодную камеру с температурой −22 °С. Спустя некоторое время тело летучей мыши становилось совершенно твердым и не подавало признаков жизни, а его температура была равна −4 °С. После извлечения из холодной камеры летучая мышь ожила.

В 1922 В. В. Ефимов, изучая переохлаждение и замораживание инфузорий, пришел к важному выводу, что причиной их гибели при замораживании является образование кристалликов льда в цитоплазме клетки и в коллоидной оболочке. Позднее, российский ученый Н. И. Калабухов, повторив опыты Бахметьева, опроверг его утверждение, что летучих мышей можно полностью заморозить и затем снова оживить. Возвращение к жизни могло произойти только после начального периода замораживания, когда замерзали лишь конечности и поверхностные ткани тела. Как только кристаллики льда начинали образовываться во внутренних органах — в легких, кровеносных сосудах, сердце — животные погибали.

В 1934 итальянский исследователь Монтероссо попытался систематизировать явления остановки и возвращения к жизни. Так, под названием «анабиоз» он понимал угнетение жизни только в случае высыхания организмов, а для всех остальных явлений предложил новый термин — гипобиоз. Среди этой категории явлений Монтероссо выделял осмотический анабиоз, замораживание, зимнюю спячку, инцистирование, сон, высушивание тканей, оживление изолированных органов. Российский зоолог П. Ю. Шмидт выдвигал ряд сомнений по вопросу правомочности подобной классификации и выявлял два основных состояния анабиоза — анабиоз, наступающий при непосредственном высушивании живых организмов, и анабиоз при замерзании. С первым явлением тесно связан осмотический анабиоз — своеобразный процесс обезвоживания животных, обитающих в морской воде, а также летняя спячка животных, наступающая вследствие уменьшения содержания воды в организме из-за усиленного испарения и недостатка воды в жарких пустынных областях.

Состояние анабиоза характеризуется изменением содержания и состояния воды в организме, изменением структуры содержимого клеток, состояния ферментов и обмена веществ. Процесс перехода к анабиозу характеризуется снижением интенсивности биохимических процессов. С общебиологической точки зрения анабиоз представляет собой приобретенное в ходе эволюции физиологическое приспособление организма к неблагоприятным внешним условиям.

Погружение в анабиоз используется на практике как способ длительного сохранения полезных организмов (например, сухих живых вакцин) или их частей (консервация тканей и органов) без потери жизнеспособности.

Автор: Л.Ю. Сосулина