Стресот е двигател на еволуцијата
Организмите се природно под влијание на бројни стресни фактори, како што климатски промени, зрачења, односи грабливци-плен, паразити, болести и конкуренција во рамките и помеѓу видовите. Како резултат на тоа, можноста да реагираат на стресот е важна карактеристика на сите живи системи и обратно, не е можен развој на видовите и екосистемот како целина, без такви природни стресори.
Водата е извор на животот. Човечкото тело содржи 60% вода и губење на само 3% доведува до влошување на моторниот капацитет и регулаторните функции одговорни за регулирање на телесната температура. За разлика од луѓето, малите хирономидни ларви од видот Polypedilum vanderplanki, Hinton 1951 [Diptera, Insecta] во стресни услови без вода го успоруваат својот организам и влегуваат во животоспасувачки длабок сон – феномен познат како анхидробиоза. Анхидробиозата како облик на криптобиозата претставува етапа од животот на некои организми при која степенот на метаболичката активност е редуциран (повратно) до немерливо ниво, со цел опстојување на организмот при неповолни услови на средината – во овој случај сушни услови.
Ваква способност за преживување имаат и малите водни мечиња или тардиградите кои се релативно добро познати по процесот на анхидробиоза, но и микробите, габите некои растенија исто така ја преживуваат сушата на овој начин. Сепак, видот P. vanderplanki е значаен бидејќи е најголемото животно (8 mm должина на тело на ларва) што преку анхидробиоза може да преживее низ целосно сушење (десикација) на своето тело.
Слика 1.Животен циклус на P.vanderplanki (извор:Anhydrobiosis Research Group, National Institute of Agrobiological Sciences, 2009).
Спиечки ларви од видот P. vanderplanki досега се откриени главно во централна Африка во близина на Екваторот, каде очекувано температурите се релативно високи во текот на целата година, а сувата сезона може да трае неколку месеци без капка дожд. Ларвите на P. vanderplanki се среќаваат во мали барички на карпи каде при повисоки температури водата брзо испарува и за да преживее во таква нестабилна средина, ларвите создаваат цевчеста каллива формација наречена тубуларно гнездо каде преспиваат. Како што водата испарува, ларвата се суши постепено заштитена во тубуларното гнездо и кога содржината на вода во телото конечно паѓа на 3% од телесната тежина, ларвата заспива чекајќи ги следните врнежи.
Но како всушност преживуваат? Неверојатно, овие ларви се адаптирале да ги претвораат своите ткива во стакло за да го надминат стресот (висока температура и суша). Прво, нивните ткива акумулираат високи концентрации на еден вид шеќер наречен трехалоза кој преку процесот на витрификација се претвара во стакло. Резултатот е збрчкана, мала, стаклеста единка која може да остане во оваа состојба подолго време, пркосејќи му на стресот. Штом настапи влажната сезона, ларвите се рехидрираат и продолжуваат со остатокот од нивниот животен циклус: метаморфоза во фазата на пупа, проследена со метаморфоза до возрасна фаза, парење и полагање јајца. Еден важен аспект од нивниот животен циклус е дека мора да пројдат преку процесот на сушење. Со други зборови, тие се толку прилагодени на оваа стратегија што не можат да живеат без неа.
Изненадувачки е фактот што спиечките ларви можат да оживеат по неколку децении анхидробиоза и да покажат вкрстена отпорност на различни стресови во животната средина, вклучувајќи флуктуација на температурата, високи дози на јонизирачко зрачење и органски растворувачи. Со оглед на заштитата што ја обезбедува витрификацијата, научниците започнаа со тестирање на екстремните еколошки граници на овие ларви, точката до која тие сè уште можат да преживеат, да се рехидрираат и да продолжат со животниот циклус. Тестирани се горните и долните граници на температурата (-270 ° C до над 100 ° C); времетраењето во фаза на сушење (најмалку 3 години); толеранција кон зрачење (рехидратација забележана по дози високи до 3500 Gy). Како најголеми животни кои поминуваат преку процесот на анхидробиоза, тие се одлични кандидати за долгорочни вселенски патувања и колонизацијата на вселената. Според истражувањата на Јапонскиот националниот институт за агробиолошки науки, оддел за истражување на анхидробиоза, можат да послужат како дел од хидропоничните екосистеми, извор на храна за луѓето или извор на храна за риби и се извонреден материјал за проучување. Затоа е тестирана и толеранцијата на вакумот на просторот- Polypedilum vanderplanki преживеа 13 месеци во вакуумот на вселената во експеримент на Меѓународната вселенска станица, при што 80% од изложените ларви успешно се рехидрирале.
Слика 2 пат до вселената и назад на P.vanderplanki (извор:Anhydrobiosis Research Group, National Institute of Agrobiological Sciences, 2009).
Фасцинантно е ова откритие за нивната улога во истражувањето на вселената во децениите што доаѓаат, но не смееме да ја заборавиме нивната досегашна улога на планетата Земјата. Тие самите по себе се единствени и заедно со останатите организми се важни делови од глобалниот и локалниот биодиверзитет и алка во природата. Гледајќи еволутивно, варијациите на природните стресови (како што во случајот на Polypedilum vanderplanki се сушните периоди) биле прилично константни и им овозможувале на организмите да се прилагодат на променетите услови на животната средина. Сепак во денешно време човечките активности воведоа тотално нови појави . Покрај тоа, овие стресови обично имаат синергистички ефект, или со природни системи или меѓу себе, што резултира во намалена способност (или ниво на толеранција) на организмите да се прилагодат на нив.
Дали ќе продолжиме со ова темпо на развој или ќе им дадеме шанса на организмите и природата зависи од нас. Заштитата на животната средина Сега и Тука ќе овозможи просперитет на организмите без кои нашиот живот неможе да опстане Сега и Тука и во Иднина во Вселената.
За авторот
Мартина Блинкова Дончевска е магистер по екологија од областа на хидробилогијата. Работи како истражувач во ПНУ Институтот за истражувања во животната средина, градежништво и енергетика-ИЕГЕ и е консултат за животна средина на Градежен институт Македонија – ГИМ. Активно работи на заштита на животната средина и воспоставување одржлив развој во општините, градовите, компаниите, за што е прогласена за предводник на Целите за одржлив развој на Обединетите нации во компанијата за 2019 г.
