Що означають терміни анабіоз, гіпобіоз, діапауза, спокій, гіпотермія, гібернація, естівація, летаргія, кріобіологія і кріомедицина?
У своєму еволюційному розвитку багато рослинні і тваринні організми набули своєрідних механізми пристосування, щоб мати можливість пережити несприятливі сезони року. У ці періоди умови їх життя різко погіршуються в зв'язку з нестачею їжі, виключно низькими або високими температурами, високою вологістю або посухою та ін. Багато організмів загинули б, якщо не мали б досконалими фізіологічними механізмами пристосування. Йдеться про можливість впадати в стан тривалої бездіяльності і спокою, що спостерігається у багатьох тварин і рослинних організмів. У різних видів це стан здійснюється своєрідно, різними способами, в залежності від ступеня еволюційного розвитку тваринного або рослинного організму і позначається різними найменуваннями. Щоб багато наукових поняття стали ясними, зупинимося на часто використовуваних в науковій літературі термінах і відповідних їм синоніми в популярному викладі.
Як вже говорилося, перші дослідники цього загадкового для минулих часів явища (Левенгук, Спалланцани і ін.) Використовували поняття «прихована життя», «уявна смерть», «віта минима» (мінімальна життя), «заціпеніння», «несвідомий стан», «млявість», «асфіксія» та інші і вони розглядали стан повернення до життя як воскресіння.
Пізніше, в 1873 р німецький вчений Прайер, вивчаючи явища повернення до життя після висушування коловерток, тихоходок і нематод, прийшов до висновку, що всі уявлення, що трактують явища пожвавлення цих організмів і їх стан при висушуванні, не відповідали дійсності. Стан висушування цих мікроорганізмів і їх здатність повертатися до життя Прайер запропонував назвати анабіотичних, а саме явище - анабіозом (від грецького ana - назад і bios - життя), т. Е. Повернення до життя, оживання.
Прайер, однак, розрізняв два протилежних стану за відсутності ознак життя. Перше, коли жива істота хоч і знаходиться в млявому стані, але здатне повернутися до життя (т. Е. Анабіотичних стан): друге, коли жива істота на пустельні стані не здатна повернутися до життя (т. Е. Мертве стан). Це розмежування є важливим доповненням до поняття анабіозу, так як вказує, що мова йде не про пожвавлення після передувала смерті, а про тимчасове призупинення процесів життєдіяльності, т. Е. Про приховані формах життя.
На думку відомого радянського дослідника П. Ю. Шмідта, з перерахованих станів слід виключити як абсолютно нерівнозначні іншим станам висушування тканин і пожвавлення ізольованих органів, в зв'язку з тим що перше є лише окремим випадком анабіозу при висушуванні, який доводить широке поширення цього явища, а друге - зовсім не відноситься до явища придушення життєдіяльності, і можна вважати, що це приклад фізіологічної самостійності органів. Крім того, П. Ю. Шмідт вважав, що зв'язок між іншими явищами придушення життєдіяльності і сном, як і його патологічними формами - гіпнозом і каталепсією, є слабкою. Як чисто біологічне пристосування до зміни дня і ночі сон супроводжується гальмуванням тільки вищої нервової діяльності. При цьому відсутні моменти гальмування і зупинки процесів, пов'язаних з обміном речовин, що характерно для інших явищ анабіозу.
На думку П. Ю. Шмідта, в своїй основі явище анабіозу охоплює два основні стани:
1) анабіоз при висушуванні - безпосереднє висихання живих організмів. Тісно пов'язаний з цим явищем і осмотичний анабіоз - цей своєрідний процес зневоднення тварин організмів, що мешкають в морській воді. До певної міри пов'язана з анабіозом при висушуванні і літня сплячка тварин внаслідок зменшення кількості води в тілі через посиленого випаровування і нестачі води в жарких пустельних областях;
2) анабіоз при замерзанні - вилучення води з живого організму внаслідок його замерзання, що супроводжується різними несприятливими змінами при утворенні льоду.
До такого стану належить явище зимової сплячки у ссавців. При їх високої організації і постійній температурі тіла придушення життєдіяльності у них більш складне, але все ж його важко різко розмежувати з анабіозом при замерзанні. По суті, на думку П. Ю. Шмідта, між зимівлею і анабіозом різниця швидше кількісна, ніж якісна.
З общебиологической точки зору анабіоз є придбане в ході еволюції фізіологічне пристосування організму до несприятливих зовнішніх умов.
На думку П. Ю. Шмідта, смерть даного організму не їсти просто припинення процесів життєдіяльності. Смерть обумовлюється руйнуванням механізмів життєдіяльності з незворотними змінами живої речовини, що переходять в його розпад і розкладання. Якщо не настали такі порушення, якщо механізм життя цілий і неушкоджений, можливо повне припинення життєдіяльності, яке зовсім не рівнозначно смерті, і цілком можливе повернення до життя, якщо покращаться умови.
Підтвердженням цієї його точки зору є визначення, яке всесвітньо відомий радянський академік Опарін дав в своїй відомій праці «Походження життя»: «... у всіх цих випадках, коли ми шляхом зовнішнього впливу затрудняем діяльність ферментів (наприклад, при висушуванні насіння або при глибокому охолодженні організмів ), процеси життєдіяльності виключно сильно уповільнюються, і організм впадає в анабіотичних стан або навіть ці процеси повністю зупиняються і тоді настає смерть ».
Анабіоз - широко поширене явище в тваринному світі. Наприклад, у комах при негативних температурах вельми сповільнюється або практично зупиняється все їх розвиток. Подібне анабіотичних стан відомо як діапауза, яка, на думку Бей-Биенко (1980 г.), являє собою стан тимчасового фізіологічного спокою і виникає в життєвому циклі комах як спеціальне пристосування, що забезпечує можливість пережити несприятливі умови в областях з сезонним кліматом.
Пізніше в біологічній науці виникло поняття «гібернація» (від лат. Hybernus - зима і hybernar - перезимувати), яке точно відповідає назві «зимова сплячка» у тварин. З фізіологічної точки зору так називається стан заціпеніння, що супроводжується значною загальмованістю ряду фізіологічних процесів в організмі (частоти серцевих скорочень, ритму дихання, обміну речовин, зниження температури тіла), але при триваючому контролі з боку центрів терморегуляції. Здатність впадати в стан заціпеніння властива ссавцям, наприклад, однопрохідним, сумчастих, комахоїдних, кажанів, неполнозубих, хижакам, гризунам, деяким птахам і гадів. Учені розрізняють
денний заціпеніння, в яке впадають, наприклад, кажани і колібрі, і сезонне заціпеніння, що відрізняється від зимової (наприклад, у гризунів, комахоїдних і ін.) і річної сплячки (наприклад, у деяких ссавців і риб, що мешкають в степах і пустелях) , а також і неперіодичне заціпеніння - при різкому настанні несприятливих умов (наприклад, у ховрахів, єнотовидних собак, деяких видів ластівок). Але термін «гібернація», природно, не може поширюватися на стан тварин, що впадають в стан літньої сплячки при несприятливих умовах життя під час літньої посухи.
У зв'язку з тим що немає точного визначення цих станів, їх важко розмежовувати, і багато фізіологів розглядають гібернацію і заціпеніння як єдине фізіологічне явище.
Слід вважати помилкою, коли в загальнодоступному викладі часто вживається термін «летаргічний сон» і це поняття поширюють на тварин, що впадають в зимову і літню сплячку. У медичній літературі летаргією (від грец. Lethargia - глибокий сон) і відповідно летаргічним сном називають стан патологічного (хворобливого) сну у людини, що не піддається насильницькому припинення. Ось чому цей термін зовсім не підходить для визначення фізіологічних явищ в світі тварин.
Тривале перебування птахів при низьких температурах вчені позначають терміном «гіпотермія» (від грец. Hypo - під, низьке і thermos - тепло, теплота), т. Е. Охолодження. Той же термін медики використовують при штучному охолодженні всього або частини організму людини при складних операціях (див. Розділ «Чи знаходить застосування штучне охолодження в медицині?»). Стан короткочасного заціпеніння у птахів вчені називають торпидностью. Вона спостерігається у щойно вилупилися пташенят деяких видів, коли батьки залишають їх на кілька днів при несприятливих умовах (наприклад, у чорних стрижів). Під торпідний станом вчені мають на увазі стан тимчасового заціпеніння організму, при якому він слабо реагує на зовнішні подразники (наприклад, шум або дотик).
Для рослинних організмів використовуються поняття анабіозу і зимового спокою; перше - у випадках, коли деякі рослини після висихання при сприятливих умовах можуть знову розвиватися, а друге - при особливому фізіологічному стані рослинних. організмів, при якому насіння, нирки (зародки) вживають запобіжних засобів від передчасного розвитку і загибелі.
Останнім часом виникло і бурхливо розвивається новий напрямок в біологічній науці - кріобіологія (від грец. Kryos - холод, мороз, bios - життя і logos - наука), т. Е. Наука про життя при охолодженні. Кріобіологія займається дослідженнями механізмів анабіозу при низьких температурах і морозостійкістю різних видів рослин і тварин; генетичним і імуногенетичними впливом низьких температур; пошкодженням і захистом клітин організму під дією холоду; глибоким заморожуванням чоловічих статевих клітин (сперми) для збереження їх тривалий час з метою подальшого штучного запліднення тварин; глибоким заморожуванням з урахуванням тривалого збереження тканин і органів для подальшої пересадки (трансплантації).
У зв'язку з цим виникло і новий напрямок кріобіології, назване кріомедицини, об'єктом медичного застосування якої є не тільки консервування тканин і органів при низьких температурах, а й штучне охолодження (гіпотермія) організму людини при складних операціях на серці і кровоносних судинах, в мозку і очах , при якому різко знижується обмін речовин, рух крові значно сповільнюється, а чутливість зникає.
Використовуючи патенти живої природи і створені нею протягом багатовікової еволюції пристосування, що допомагають організмам пережити несприятливі умови, людина все частіше починає їх застосовувати в різних сферах життя. Кріобіологія і кріомедицина - науки майбутнього, про них будуть все частіше говорити і писати.
Поділіться на сторінці