Ученые из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН изучили механизмы, позволяющие амфибиям пережить северные морозы в условиях гипоксии — низкого содержания кислорода в тканях. Оказалось, лягушки и углозубы производят этанол в количествах, никогда ранее не фиксировавшихся у наземных позвоночных.
Амфибии по-разному адаптируются к холоду. Одни выдерживают замораживание, а другие уходят зимовать в незамерзающие водоемы.
Сибирская лягушка Rana amurensis может полгода жить в воде почти без кислорода и сохранять при этом способность двигаться.
Остромордая лягушка Rana arvalis способна выжить при -16 °C, сибирский углозуб — при -55 °C.
«Проблема заморозки в том, что вода может кристаллизоваться внутри клеток и разорвать их, это приведет к гибели животного. Задача организма — создать физико-химические условия, при которых лед образуется в минимальных количествах и во внеклеточном пространстве», — объяснил кандидат биологических наук Сергей Шеховцов.
Сибирские амфибии готовятся к заморозке так: к осени они накапливают в печени гликоген — полисахарид, распадающийся зимой на глюкозу и глицерин. Эти соединения до холодов обеспечивают клетки энергией, а затем выступают в качестве антифриза.
В воде без кислорода или в процессе замораживания животные переходят на анаэробный обмен. Это доказало присутствие в их организме продуктов гликолиза: лактата и аланина.
Также в состоянии гипоксии и замораживания у лягушек и углозуба ученые обнаружили этанол, 2,3-бутандиол и глицерин. Присутствие последнего в организме остромордой лягушки неожиданно — считалось, что как антифриз она использует глюкозу и мочевину.
Результаты исследования помогут ученым разработать новые методы криоконсервации органов.
🐹 Ранее американские грызуны ради сытой жизни научились возделывать урожай.