Веселин Денков - На грани жизни

Интересные исследования над насекомыми при воздействии низких температур провел в 1955 г. советский ученый Л. К. Лозина-Лозинский. Проделанные им опыты показали, что при температуре -4,5 °C далеко не все жидкости тела насекомых затвердевают. Кроме того, некоторые, хотя и очень слабые, процессы обмена веществ продолжают осуществляться даже и при более низких температурах. До этого почти все исследователи утверждали, что организм насекомых не способен выдержать полного замораживания, чтобы затем снова вернуться к жизни. Это объясняли его сравнительно сложным устройством. Опыты Л. К. Лозина-Лозинского доказали, однако, что даже и среди таких сложно устроенных организмов, как насекомые, возможны исключения. Он исследовал гусеницы кукурузной моли. Они оказались весьма устойчивыми по отношению к низким температурам. Эти гусеницы проводят зиму в полом стебле кукурузы и в естественных условиях могут выдерживать очень низкие температуры. Ученый поместил гусениц в сосуд с твердой углекислотой при температуре -80 °C. Уже через 20 мин температура гусениц достигла -78,5 °C, они стали совсем твердыми и, падая сверху в фарфоровую чашку, издавали звон, как будто превратились в стеклянные шарики. После того как охлаждение было прекращено, гусениц положили на вату и начали постепенно обогревать. 50 % из них ожили. В другом опыте гусеницы находились несколько дней при температуре -30 °C, а затем одни сутки при температуре -80 °C. Часть из них тоже ожила. При таких низких температурах можно считать, что вся свободная вода в теле животных превратилась в лед. Едва ли можно предположить, что в них происходили какие-нибудь процессы обмена веществ. Однако этот вопрос нельзя считать вполне решенным, так как опытным путем было установлено, что у морозоустойчивых насекомых даже при температуре -20 °C совершается какой-то, хотя и очень слабый, газообмен.

Как видно из приведенного исторического обзора, изучение этого интересного биологического явления занимало умы многих ученых начиная с начала XVIII в. и до наших дней.

Сегодня известно, что многие растительные и животные организмы при неблагоприятных условиях (замороженные или высушенные) существенно замедляют или даже полностью прекращают обмен веществ [3] Вопрос о полном прекращении обмена веществ в состоянии анабиоза не может считаться окончательно решенным. Следует отметить, однако, что у некоторых живых существ в состоянии анабиоза не удается выявить процессы обмена веществ, хотя чувствительность применявшихся методов такова, что могла бы выявить процессы, протекающие в 1000 раз медленнее нормы , развитие и размножение, но, несмотря на это, не погибают. При благоприятных условиях они снова восстанавливают процессы жизнедеятельности. В состоянии анабиоза живые организмы переносят сильный мороз и жару, высокое давление, глубокий вакуум, мощную радиацию, вибрации и т. п.

В своем эволюционном развитии многие растительные и животные организмы приобрели своеобразные механизмы приспособления, чтобы иметь возможность пережить неблагоприятные сезоны года. В эти периоды условия их жизни резко ухудшаются в связи с нехваткой пищи, исключительно низкими или высокими температурами, высокой влажностью или засухой и пр. Многие организмы погибли бы, если не обладали бы совершенными физиологическими механизмами приспособления. Речь идет о возможности впадать в состояние продолжительного бездействия и покоя, наблюдаемого у многих животных и растительных организмов. У различных видов это состояние осуществляется своеобразно, разными способами, в зависимости от степени эволюционного развития животного или растительного организма и обозначается разными наименованиями. Чтобы многие научные понятия стали ясными, остановимся на часто используемых в научной литературе терминах и соответствующих им синонимах в популярном изложении.

Как уже говорилось, первые исследователи этого загадочного для прошлых времен явления (Левенгук, Спалланцани и др.) использовали понятие «скрытая жизнь», «мнимая смерть», «вита минима» (минимальная жизнь), «оцепенение», «бессознательное состояние», «безжизненность», «асфиксия» и другие и они рассматривали состояние возвращения к жизни как воскрешение.

Позже, в 1873 г., немецкий ученый Прайер, изучая явления возвращения к жизни после высушивания коловраток, тихоходок и нематод, пришел к выводу, что все представления, трактующие явления оживления этих организмов и их состояние при высушивании, Не соответствовали действительности. Состояние высушивания этих микроорганизмов и их способность возвращаться к жизни Прайер предложил назвать анабиотическим, а само явление — анабиозом (от греческого ana — обратно и bios — жизнь), т. е. возвращение к жизни, оживание.

Прайер, однако, различал два противоположных состояния при отсутствии признаков жизни. Первое, когда живое существо хоть и находится в безжизненном состоянии, но способно вернуться к жизни (т. е. анабиотическое состояние): второе, когда живое существо в безжизненном состоянии не способно вернуться к жизни (т. е. мертвое состояние). Это разграничение является важным дополнением к понятию анабиоза, так как указывает, что речь идет не об оживлении после предшествовавшей смерти, а о временной приостановке процессов жизнедеятельности, т. е. о скрытых формах жизни.

Серьезную попытку систематизировать явления остановки и возвращения к жизни сделал в 1934 г. итальянский исследователь Монтероссо. Он сохранил название «анабиоз» только для явления высыхания организмов, в то время как для всех остальных явлений угнетения жизни он предложил новый термин — гипобиоз ( hypobiosis — от греч. hypo — под, низко и bios — жизнь). К этой категории явлений, по его мнению, следовало отнести: 1) осмотический анабиоз; 2) замораживание; 3) зимнюю спячку; 4) инцистирование, 5) сон; 6) высушивание тканей; 7) оживление изолированных органов.

По мнению известного советского исследователя П. Ю. Шмидта, из перечисленных состояний следует исключить как совершенно неравнозначные остальным состояниям высушивание тканей и оживление изолированных органов, в связи с тем что первое является лишь частным случаем анабиоза при высушивании, доказывающим широкое распространение этого явления, а второе — вовсе не относится к явлению подавления жизнедеятельности, и можно считать, что это пример физиологической самостоятельности органов. Кроме того, П. Ю. Шмидт считал, что связь между остальными явлениями подавления жизнедеятельности и сном, как и его патологическими формами — гипнозом и каталепсией, является слабой. Как чисто биологическое приспособление к смене дня и ночи сон сопровождается торможением только высшей нервной деятельности. При этом отсутствуют моменты торможения и остановки процессов, связанных с обменом веществ, что характерно для других явлений анабиоза.