Dodano: 06 maj 2019r.

Niesporczaki nie starzeją się w stanie ekstremalnego odwodnienia

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.

 

Źródło: PAP - Nauka w Polsce