Wrotki, nicienie i niesporczaki to bezkręgowce, u których zatrzymanie lub ekstremalne spowolnienie procesu starzenia zachodzi w stanie anhydrobiozy, czyli obniżenia aktywności życiowej wskutek braku wody. Zrozumienie ich strategii życiowych może mieć kluczowe znaczenie dla medycyny, biotechnologii czy astrobiologii – uważają naukowcy.
Anhydrobioza (z języka greckiego „życie bez wody”) została po raz pierwszy opisana w 1702 r. przez holenderskiego przyrodnika Antoniego van Leeuwenhoeka. Obecnie definiowana jest jako strategia przetrwania ekstremalnego odwodnienia (dehydratacji) bez negatywnych konsekwencji w postaci różnego typu uszkodzeń tkankowych czy komórkowych. Jednak mimo wzrastającej liczby badań dotyczących podłoża komórkowego czy fizjologicznego anhydrobiozy, zjawisko to jest nadal dalekie od wyjaśnienia.
Badacze z Polski i Włoch zebrali i omówili wszystkie dostępne obecnie informacje dotyczące wpływu anhydrobiozy na proces starzenia się niesporczaków, nicieni i wrotków w artykule „Staying young and fit? Ontogenetic and phylogenetic consequences of animal anhydrobiosis” opublikowanym w prestiżowym czasopiśmie zoologicznym „Journal of Zoology”.
Postępujące z wiekiem stopniowe pogarszanie się wydolności organizmu, czyli starzenie się, uznawane jest za podstawową zasadę i powszechną cechę organizmów żywych, niezależnie od sposobu ich rozmnażania i liczby budujących je komórek. Jednak – zdaniem naukowców – wydaje się, że ta nieuchronność starzenia się nie dotyczy niektórych organizmów z różnych grup taksonomicznych – zarówno roślin, jak i zwierząt.
„Wśród nich najbardziej interesujące wydają się być bezkręgowce, ze szczególnym uwzględnieniem niesporczaków, zdolne do kryptobiozy, w tym do jej najbardziej znanej formy nazywanej anhydrobiozą” – podkreśla współautor artykułu prof. Łukasz Kaczmarek z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Co istotne – według autorów artykułu – możliwość przejścia w stan anhydrobiozy i udanego wyjścia z tego stanu w dowolnym momencie życia, w tym również po osiągnięciu dojrzałości płciowej, została do tej pory odnotowana tylko dla trzech typów bezkręgowców: wrotków (Rotifera), nicieni (Nematoda) i niesporczaków (Tardigrada).
„Zgodnie z powszechnie akceptowaną hipotezą, u podłoża anhydrobiozy leży wyłączenie lub spowolnienie metabolizmu, co może tłumaczyć zatrzymanie lub spowolnienie procesu starzenia się, obserwowane u wrotków, nicieni i niesporczaków. To z kolei może współwystępować z polepszeniem kondycji tych zwierząt, zwiększeniem ich płodności i zwiększoną długowiecznością ich potomstwa” – podkreśliła współautorka artykułu prof. Hanna Kmita z UAM w Poznaniu.
Aby wyjaśnić wpływ anhydrobiozy na proces starzenia się u tych bezkręgowców zaproponowano dwa modele, których nazwy nawiązują do klasycznych opowieści tj. „Śpiącej Królewny” i „Portretu Doriana Graya”.
Jak wyjaśniła prof. Kmita, zgodnie z przewidywaniami tych modeli, u organizmu podlegającego anhydrobiozie zewnętrzne objawy starzenia nie pojawiają się (Śpiąca Królewna) lub ich nasilenie zależne jest od czasu trwania anhydrobiozy tj. w miarę jej trwania tempo starzenia się maleje (Portret Doriana Graya). Jak wynika z opublikowanych danych, w przypadku większości bezkręgowców, u których badano wpływ anhydrobiozy na starzenie się, wydaje się dominować model „Śpiącej Królewny”.
„Modele te jednak nie rozstrzygają, czy anhydrobioza bezpośrednio oddziałuje na mechanizmy leżące u podstaw starzenia się, czy też hamując przypuszczalne przyczyny śmierci pośrednio przyczynia się do wydłużenia życia” – dodała prof. Kmita.
Konsekwencji przewidywań tych modeli nie badano jednak dotąd w kontekście przeżywalności i długości życia poszczególnych osobników, oraz wpływu jaki to może mieć na ewolucję tych organizmów.
W ocenie badaczy wydaje się, że towarzyszące anhydrobiozie spowolnienie lub zatrzymanie procesu starzenia się może także spowalniać ewolucję, ponieważ wydłuża czas potrzebny do pojawienia się kolejnego pokolenia. „Taki spowalniający wpływ anhydrobiozy zdaje się być widoczny w słabym zróżnicowaniu morfologicznym przedstawicieli wrotków i niesporczaków lądowych” – wyjaśnił prof. Łukasz Kaczmarek.
Naukowcy przekonują, że zrozumienie strategii życiowych stosowanych przez wrotki, niesporczaki i nicienie, na różnym poziomie organizacji ich organizmów, może mieć kluczowe znaczenie dla medycyny, biotechnologii czy astrobiologii. Pozwoli to bowiem na opracowanie skutecznych metod przechowywania materiału biologicznego, jak i sterowania szybkością przebiegu procesów biologicznych.
„Potencjalnych zastosowań wydaje się być bardzo dużo, od dłuższego przechowywania narządów do przeszczepu, przez wydłużenie życia, a na podróżach kosmicznych kończąc” – podsumował prof. Kaczmarek.
Naukowcy z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, pod kierunkiem prof. Hanny Kmity i prof. Łukasza Kaczmarka, testują obecnie hipotezę „Śpiącej Królewny” na niesporczakach. Na razie nie chcą zdradzić szczegółów, choć – ich zdaniem – badania te będą miały na pewno daleko idące konsekwencje dla poznania procesu starzenia się niesporczaków, ale nie tylko tych organizmów.
Więcej informacji można znaleźć w artykule:
https://zslpublications.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jzo.12677?fbclid=IwAR0RWJefobxW-OM4TenF-kkhc6zis2BVAcBO-I_P8YSJ23WGj3t9wSMLGbo&
PAP – Nauka w Polsce
Wspieraj niezależne wydawnictwo:
Podoba Ci się to co robimy? Wesprzyj projekt Magna Polonia!
