Веселин Денков - На грани жизни

• Название: На грани жизни
• Автор: Веселин Денков
• Издательство: Знание
• Жанр: Биология
• Год: 1988
• ISBN: 5-07-000012-8

Анабиоз — это явление временного прекращения жизнедеятельности у живых организмов, использующих его как средство приспособиться и выжить в неблагоприятных условиях.

Автор книги описывает зимнюю и летнюю спячку у различных групп животных, а также физиологические изменения и регулирующие их механизмы, рассматривает возможности использования этих явлений в медицине.

Книга адресована широкой читательской аудитории.

---

В 1777 г. итальянский ученый аббат Ладзаро Спалланцани (получивший впоследствии всемирную известность благодаря своим знаменитым опытам по изучению способности летучих мышей ориентироваться в пространстве) подтвердил наблюдения Левенгука. Спалланцани исследовал возможность оживления высушенных красных коловраток филодиний после их пребывания в условиях высокой (+49 °C) и низкой (-21 °C) температур, установив при этом, что они переносят ее и оживают сразу же после создания для них благоприятных условий. Опыты с активными коловратками показали, что они погибают уже при температуре 35–36 °C.

При изучении коловраток филодиний в песке, взятом из желоба на крыше, Спалланцани обнаружил после его увлажнения новое водное шестиногое животное микроскопических размеров, которое назвал Tardigrada (по-лат. — «тихоходка»), поскольку его движения были очень медленны. Это название обнаруженных пресноводных обитателей мхов и лишайников сохранилось в науке и до сих пор.

При изучении биологических особенностей тихоходок Спалланцани установил, что и они, как и коловратки, способны переносить высушивание и оживать после того, как их увлажнят. Его наблюдения показали, что при высушивании жизнедеятельность тихоходок постепенно прекращалась, ножки втягивались в тело, объем уменьшался, и они превращались в шарики. Процесс их оживления после добавления воды проходил тоже постепенно — тело, впитав влагу, приобретало свой первоначальный объем, жизненные функции восстанавливались, и животные становились подвижными. Устойчивость тихоходок к высокой и низкой температуре оказалась такой же высокой, как и у коловраток. Спалланцани установил, что даже после одиннадцатикратного высушивания некоторые из них оживали.

Интересно, что еще на заре возникновения микробиологии — науки о микроорганизмах, которые нельзя наблюдать невооруженным глазом, пионеры микробиологической науки заметили, что огромная устойчивость этих организмов к высыханию связана не только с биологическими особенностями их строения, но и со свойствами той среды, в которой они находятся в высушенном виде.

Так оформились три точки зрения на причины устойчивости организмов к высушиванию: Левенгук считал, что коловратки защищены своей оболочкой, не позволяющей влаге полностью испариться. Он не допускал возможности сохранения жизни у существ, которые полностью потеряли влагу при высыхании. Нидхем же считал, что высохшие коловратки сохраняют жизнь, протекающую по законам какого-то особого тайного способа жить без наличия в их организме воды и без кислорода, содержащегося в воздухе. Точка зрения Спалланцани сводилась к тому, что жизнь коловраток, тихоходок (группа организмов, к которым относится и открытый им же Macrobiotus) и нематод пшеницы при высушивании прекращается, но после добавления воды снова возникает, и организмы как бы воскресают.

Несмотря на то что взгляды Нидхема и Спалланцани страдали метафизичностью, все же их исследования сыграли важную роль в изучении явлений, связанных с жизнью и смертью этих микроскопических организмов.

Эти интересные явления привлекли к себе внимание многих исследователей. Были предприняты многочисленные попытки выяснить их сущность. Так, в 1842 г. французский ученый Дуайер подтвердил наблюдения Спалланцани о необычайной способности тихоходок сопротивляться высушиванию, а Давен в 1859 г. тщательно изучил нашумевший вопрос об оживлении личинок пшеничных нематод, сохранявшихся годами в зернах пшеницы. В то же время М. Гаварре после многочисленных опытов подтвердил необычайную устойчивость коловраток, тихоходок и пшеничных нематод к высушиванию в естественных условиях, так же как и при экспериментальном простом высушивании и при высушивании в условиях вакуума над серной кислотой, что приводило к быстрому поглощению влаги. М. Гаварре установил, что после высушивания эти микроорганизмы выдерживают нагревание до 110 °C и, погруженные в воду, снова оживают.

В качестве оппонента всех этих исследований выступил французский ученый Феликс Пуше, который на основе своих опытов и наблюдений придерживался той точки зрения, что при полном высыхании коловраток и тихоходок они не могут оживать после добавления воды и что их жизнь не может быть восстановлена после воздействия кипящей водой.

В 1859–1860 гг. возник спор по вопросу об оживлении этих организмов между французскими учеными Феликсом Пуше и Дуайером.

Пуше не отрицал мнения Дуайера, Давена, Гаварре, утверждавших, что некоторые высушенные организмы могут оживать, но считал, что в этих случаях не было полного высыхания. По его мнению, полностью высушенные коловратки, тихоходки и нематоды, живущие во мхах, были не в состоянии оживать. Свои взгляды он тоже подкреплял опытами. Разрешением спора занялось Парижское биологическое общество. Оно создало специальную комиссию из видных ученых во главе с Броком, которой предстояло разрешить этот спор. Комиссия проверила опыты Дуайера и Пуше и поставила свои опыты, с помощью которых доказала, что в условиях вакуума организмы могут быть полностью высушены и выдержать потом пятиминутное нагревание до 100 °C и при этом сохраняли способность оживать после добавления воды.

Комиссия повторила опыты Пуше по высушиванию коловраток на стекле под воздействием солнечных лучей и других атмосферных воздействий на протяжении трех месяцев. Результаты показали, что коловратки после добавления воды действительно не оживали. Однако комиссия отметила, что их гибель во время этих опытов наступила не в результате высыхания, а в связи с неустойчивым воздействием внешних условий, в которых они находились во время проведения опытов. Таким образом, возражения Пуше не подтвердились, и вывод о необычайной устойчивости коловраток, тихоходок и нематод к полному высушиванию и воздействию в таком состоянии высоких температур больше не встречал возражений. В конечном счете комиссия выступила в защиту приверженцев Дуайера.

Несмотря на это, энтузиазм Феликса Пуше нисколько не остыл, и в 1866 г. он провел новые интересные эксперименты по изучению воздействия низких (-17 °C и -20 °C) температур на различные виды рыб, моллюсков, инфузорий и бактерий и установил, что холод действует на них пагубно (за исключением бактерий).

Против его утверждения на сей раз выступил Пикте, который выдвинул следующую точку зрения: некоторые животные с непостоянной температурой тела могут оживать после полного их замораживания. Он провел опыты с замораживанием бактерий и их спор, диатомовых водорослей, коловраток и других мелких организмов в результате их охлаждения до температуры -200 °C и установил, что после размораживания они продолжали жить. Пикте поддержал предположение, что чем примитивнее организм, тем легче он переносит воздействие низких температур.

Все большее внимание многих естествоиспытателей было привлечено к этому интересному и необъяснимому в то время явлению «воскресения» животных и растительных организмов, которые подвергались высушиванию или замораживанию. Но это явление все еще не имело наименования. В 1873 г. немецкий ученый Вильгельм Прайер предложил обозначить его термином «анабиоз». Так он называл все случаи безжизненного состояния организмов, при которых они не теряли жизнеспособности. А само состояние, в которое впадали коловратки, тихоходки и пшеничные нематоды, — именно над ними он проводил свои опыты, — Прайер предложил называть анабиотическим.

В 1883 г. немецкий исследователь Е. А. Шульц серией точных экспериментов доказал, что в живущих во мхах микроскопических организмах, названных им макробиотусами (Macrobiotus huffelandii), при высыхании прекращается всякая жизнедеятельность, возобновляющаяся после добавления воды.

Некоторые экземпляры удалось оживить даже после их пребывания в высушенном состоянии в течение четырех лет.

Проблема анабиоза стала рассматриваться на строго научной основе лишь в начале XX в. Тот факт, что некоторые организмы могут высыхать, а затем оживать снова, стал уже широко известен. Что же, однако, происходило с высыхающим организмом? Действительно ли в нем прекращалась жизнедеятельность или только сильно затормаживалась? Какие виды животных и растительных организмов могут впадать в анабиоз?

В XX в. содержание понятия «жизнь» стало более определенным. Жизнь — это обмен веществ между высокоорганизованной живой материей и окружающей средой. Действительно ли этот обмен веществ прекращается при высыхании организмов? Может ли он полностью прекратиться и затем снова восстановиться?

Бесспорно, что на эти вопросы ученые могли ответить лишь после углубленных исследований.

Значительный вклад в разъяснение проблемы анабиоза внес крупный русский ученый профессор Порфирий Иванович Бахметьев, проводивший все свои исследования в Болгарии, что делает честь болгарской науке и вызывает нашу законную гордость. На научных публикациях П. И. Бахметьева, независимо от того, на каком языке они были напечатаны, всегда указывался адрес: Софийский университет — Болгария. Таким образом П. И. Бахметьев утвердил за границей имя и авторитет болгарской научной мысли.