Какво се случва с червеите на 42 000 години, които руските учени събудиха неотдавна?

"Искаш "Джурасик парк"? Защото така се създава "Джурасик парк".

"Спри. Замрази червея обратно. Това е 2020 г., нямаме нужда от нова катастрофа."

"Имам лошо предчувствие..."

Новината, че руски учени са "размразили" древни нематоди (кръгли червеи) от сибирската вечна замръзналост първоначално привлича вниманието през 2018 година. Тогава в руски и чуждестранни научни списания се появяват статии, описващи събитието. Наскоро обаче някой си спомни за червеите, историята отново стана популярна и 2020 г. се сдоби с още един мем: "Ха, това е просто подготовка за продължението. 2021", и други подобни.

През цялото време нематодите са под научен надзор. Все пак откритието е революция в областта на криптобиозата и биологията. Нематодите и други микроскопични безгръбначни, като ротифери и тардигради, са изключително издръжливи, могат да прекарат дълго време в изсушено или замръзнало състояние, а след това да се върнат към живота.

"Но дори техният съществуващ рекорд за оцеляване в състояние на анабиоза беше само около 30-40 години", казва Анастасия Шатилович, старши изследовател в Института по физико-химични и биологични проблеми на почвознанието към Руската академия на науките (РАН). Именно тя изучава древните нематоди заедно с междуинституционална група учени.

Чиста случайност

Всъщност първоначално Шатилович и колегите ѝ не търсят нематоди във вечната замръзналост. Те изучават общности от протисти (едноклетъчни еукариотни организми), които са оцелели хилядолетия на криоконсервация във вечно замръзнали седименти в Якутия. В едноклетъчните живи обекти, които съществуват в анабиоза от хиляди и дори милиони години, няма нищо съществено ново или изненадващо. През 2000 г. изследователите откриват и съживяват бактериални спори, прекарали 250 млн. години в солни кристали.

По-рано учени от Пушчинския научен център успяват да отгледат растение от жизнеспособни клетки, открити в семена, лежали повече от 30 000 години в перфмафроста, но никой никога не си и помисля, че многоклетъчните червеи могат да бъдат възкресени.

"Досега не бяхме получавали многоклетъчни животни, които са оцелели в криобиоза в геологически времеви мащаб. Просто по щастлива случайност получихме два живи нематода от две почвени проби наведнъж", казва Шатилович.

Нематодите дори не са забелязани веднага. Когато пробите от пермафроста са изпратени в Пущчинската лаборатория, учените ги поставят в стъкло на Петри с хранителна среда и ги наблюдават на всеки няколко дни, очаквайки да видят древни протисти. "Забелязахме червеите едва когато започнаха да се движат. Това беше около 10-14 дни след размразяването. Вероятно са оживели дори по-рано", казва тя.

Съмненията, че това всъщност са по-модерни червеи, които са се промъкнали в пробите, са опровергани. Първо, и двете проби, в които са открити, са селектирани от независими изследователи от находища с различен генезис в различни региони: близо до сибирските реки Колима и Алазея. Второ, една от пробите е взета от сондажа с помощта на метод на висока стерилизация.

Първият вид нематоди - Panagrolaimus, е открит в проби на възраст 32 000 години. Вторият вид - Plectus, се появява в още по-стара проба - 42 000 години. И двата нематода са идентифицирани като женски.

След като пише статия за това, руският екип се свързва с учени от Дрезден, като предлага да си сътрудничат. В резултат на това ДНК на червеите е изпратено на Теуморас Курджалия и колегите му от германския Институт по молекулярна клетъчна биология и генетика "Макс Планк", където започват работа по цялостното декодиране на генома на двата нематода.

Любопитна загадка

Случаят с нематодите, казва Шатилович, е късмет, защото ако са били съживени само от една проба, учените биха се усъмнили в стерилността на селекцията - винаги има възможност от замърсяване. Всичко изглежда твърде невероятно.

"Едноклетъчният организъм може да оцелее поради своите адаптивни свойства, например способността му да формира различни периоди на покой - спори или кисти. Но многоклетъчният организъм има по-сложна структура. Въпреки че се знае, че нематодите също имат период на покой ("dauer" ларви), по време на продължителна хибернация може да възникне увреждане на ДНК и клетъчните мембрани и да се натрупа в клетките. Могат да се образуват токсини, които трябва или да унищожат организма, или да бъдат поправени по време на анабиоза или след размразяване... Някак тези червеи са успели да оцелеят", казва Шатилович, описвайки ги като "най-любопитната загадка".

Пълният геном е настроен да предоставя отговори на цял списък интересни въпроси. Как протичат процесите по отстраняване на "повреди"? Какви адаптивни механизми са имали древните червеи? Какви уникални гени притежават? Еволюирали ли са видовете в продължение на 40 000 години? И още много други.

Декодирането отнема почти две години - по една на червей. Както се оказва, един от тях е триплоиден, което означава, че той има три комплекта хромозоми и се размножава чрез партеногенеза (безполово размножаване). Германският екип планира да завърши декодирането на генома до края на годината.

Смъртоносна заплаха за човечеството?

Потомците на същите тези нематоди сега са в колекцията на Лабораторията за криология на почвите, където работи Шатилович. Някои от тях са замразени, други изсушени, още едни - живи и се размножават.

Тя признава, че често я питат дали някога опасни микроорганизми могат да бъдат размразени заедно с нематодите. Може ли в екосистемата да бъде пуснато нещо ужасно?

"В резултат на продължаващото размразяване на пермафроста организмите, запазени в него, попадат в съвременната екосистема всяка година, това е естествен процес."

"Ние просто следваме природата и не правим нищо, което не се случва в естествена среда", казва Шатилович.

А ето как сибирски генетици създават домашна лисица!