Jūs un es savulaik uzskatījām par visilgāk dzīvojošajiem organismiem uz Zemes, un tur jau bija viens nemirstīgais. Bet tagad es jums pastāstīšu par vēl vienu nemirstīgu organismu.
Viņi sāka runāt par hidra nemirstību jau 19. gadsimtā. Bet hipotēze tika pierādīta tikai 20. gadsimta beigās. Eksperimentāli Daniels Martinezs nodemonstrēja, ka to augstās reģenerācijas spējas dēļ dažu veidu hidras ir nemirstīgas. Īsā laikā viņu ķermenis var atjaunot atsevišķas daļas. Sakarā ar šīm iezīmēm pēdējos gados hidra tiek izmantota kā parauga objekts reģenerācijas un morfoģenēzes procesu izpētei.
Uzzināsim vairāk par to …
Hidra ir maza apbrīnojama būtne un, kā izrādījās, patiesībā ir nemirstīga būtne. Hidra ir vislabāk pazīstama ar to, ka, ja jūs to sagriežat vairākās daļās, tās galu galā pārtaps par jaunām hidrām.
Hidras korpuss ir maiss ar divu šūnu slāņu (ektoderma un endoderma) sienu. Tā ir cilindriska forma, korpusa priekšgalā, uz periorālā konusa, ir mute, ko ieskauj 5–12 taustekļu garoza. Dažās sugās ķermenis ir sadalīts stumbrā un stublājā. Ķermeņa aizmugurējā galā (kātiņš) ir kāja (zole), ar tās palīdzību hidra pārvietojas un piestiprinās.
Senajā grieķu mitoloģijā fantastiskā būtne Lernean hidra bija hidrauliska deviņu galvu čūska, kuru uzskatīja par neuzvaramu, jo sasmalcināto galvu vietā auga jaunas, un tāpēc Hercules vajadzēja to iznīcināt ar lielām pūlēm. Dabā ir mazs, pēc īpašībām līdzīgs ūdens dzīvnieks, kurš par lepnumu nes nosaukumu "hidra" par godu mitoloģiskajam "senčam"
Reklāmas video:
Hidras cilindriskā korpusa augšējā daļā, tikai 1–2 cm garā, ir mute, ko ieskauj 5–12 mazu taustekļu mala, ar kuras palīdzību tā pastāvīgi medī laupījumu un kurai piemīt spēja atjaunoties tāpat kā jūras zvaigžņu stariem, ja tādas ir taustekļi tiek nogriezti vai norauti.
Šī hidru spēja zinātniekus fascinēja gadsimtiem ilgi. Tomēr hidru reģeneratīvās spējas patiesībā izrādījās daudz sarežģītākas un pārsteidzošākas - kaut kas no fantāzijas valstības. Pēc Kalifornijas Bērklija universitātes zinātnieku domām, šī būtne spēj atjaunot savu ķermeni pat pēc tam, kad tā ir pagriezta gaļas mašīnā.
Ulriha Technau vadītā pētījuma mērķis bija noskaidrot, cik lielā mērā paplašinās hidru reģenerācijas spēja. Pārsteidzošākais ir tas, ka pēc gaļas maļamās mašīnas nažiem biezenī sasmalcinātai hidrai pietika ar konservēto galvu, un tad tās hidra ķermenis sāka veidoties no jauna. Galva bija atbildīga par nepārtrauktu signālu nosūtīšanu uz pārējās ķermeņa šūnām, pasūtīšanu tām, kurp viņiem jāiet, un kurā ķermeņa daļā viņi galu galā pārvēršas.
Turklāt zinātnieki ir noskaidrojuši, ka pēc gaļas mašīnā viršanas nelieli šūnu agregāti hidra galvā ir izkaisīti pa ķermeņa paliekām, un no tām pakāpeniski izaug vairāki jauni neatkarīgi indivīdi. Tādējādi dzīvnieks ne tikai pats nelaboja, tas varēja pārvērsties vairākās hidrās. Šīs neparastās īpašības padara hidru par radījumu, kuru gandrīz nav iespējams iznīcināt.
Sagriežot vairākās daļās, katra daļa atjauno “galvu” un “kāju”, saglabājot sākotnējo polaritāti - mute un taustekļi attīstās tajā pusē, kas bija tuvāk ķermeņa iekšķīgajam galam, un kāts un zole fragmenta ārējā pusē. Visu organismu var atjaunot no atsevišķiem maziem ķermeņa gabaliņiem (mazāk nekā 1/100 no tilpuma), no taustekļu gabaliem, kā arī no šūnu suspensijas.
Hidru var reģenerēt no šūnu suspensijas, kas iegūta, macerējot (piemēram, berzējot hidru caur dzirnavu gāzi). Eksperimenti parādīja, ka, lai atjaunotu galvas galu, pietiek ar apmēram 300 epitēlija-muskuļu šūnu veidošanos. Ir pierādīts, ka normāla organisma atjaunošanās ir iespējama no viena slāņa šūnām (tikai ektoderma vai tikai endoderma).
Ja jūs sagriežat fragmentu no hidra ķermeņa sānu malas un sakausējat to ar citas hidra ķermeni, tad ir iespējami trīs eksperimenta rezultāti: 1) fragments pilnībā saplūst ar saņēmēja ķermeni; 2) fragments veido izvirzījumu, kura galā izveidojas “galva” (tas ir, pārvēršas par nieri); 3) fragments veido izvirzījumu, kura galā veidojas "kāja". Izrādījās, ka galvas veidošanās procents ir lielāks, jo tuvāk donora galvai fragments tiek ņemts transplantācijai un tālāk no recipienta galvas tas tiek novietots. Šie un līdzīgie eksperimenti noveda pie postulācijas par četru vielu - morfogēnu, kas regulē reģenerāciju, esamību - "galvas" aktivatoru un inhibitoru, kā arī "kājas" aktivatoru un inhibitoru. Šīs vielas saskaņā ar šo reģenerācijas modeli veido koncentrācijas gradientus: normāla polipa "galvas" reģionā kā aktivators ir maksimāla koncentrācija,un galvas inhibitors, un "kājas" reģionā - gan aktivatora, gan kājas inhibitora maksimālā koncentrācija. Visi viņi faktiski tika atklāti.
19. gadsimta beigās tika izvirzīta hipotēze par hidra teorētisko nemirstību, kuru viņi mēģināja zinātniski pierādīt vai atspēkot visā 20. gadsimtā. 1997. gadā hipotēzi eksperimentāli pierādīja Daniels Martinezs. Eksperiments ilga apmēram četrus gadus un parādīja, ka novecošanās dēļ trijās hidru grupās nebija mirstības. Tiek uzskatīts, ka hidru "nemirstība" ir tieši saistīta ar to augsto reģenerācijas spēju.
Pirms ziemas sākuma, pēc pārejas uz seksuālo pavairošanu un pasīvās stadijas nogatavināšanu, hidras mirst vidējās zonas rezervuāros. Acīmredzot tas nav saistīts ar pārtikas trūkumu vai citu nelabvēlīgu faktoru tiešu ietekmi. Tas tomēr norāda, ka hidrām ir daži novecošanās mehānismi, kuru cēlonis ir seksuāla reprodukcija.
Nu, vēl daži nemirstīgie:
Amerikāņu omārs
Šim omāram ir pašdziedinoša DNS. Īpašs ferments, ko sauc par telomerāzi, novērš to novecošanos. Zinātnieki lēš, ka vecākais atrastais omārs ir 140 gadu vecs un nav uzrādījis nekādas novecošanās pazīmes. Tiek uzskatīts, ka amerikāņu omāri ir bioloģiski nemirstīgi, un tie mirst no ārējiem cēloņiem.
HeLa šūnas
Atšķirībā no parastajām šūnām, šīm šūnām ir unikāla spēja sadalīt bezgalīgu reižu skaitu. Šis dalījums ir iespējams, pateicoties tam pašam fermentam telomerāzei: tas veido telomērus hromosomu DNS galos. Pirmoreiz tie tika atklāti Henrietta Lacks dzemdes kakla vēzē 1951. gadā. HeLa šūnas tagad tiek izmantotas vēža, AIDS un daudzu citu slimību un dažādu vielu izpētei.