Анабиоз что это такое в биологии
Тайны анабиоза животных
Анабиоз (от лат. anabiosis — «оживление») — состояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.
По крайней мере, такое определение этому термину дает Биологический энциклопедический словарь.
Анабиоз — широко распространенное явление в животном мире. Например, у насекомых при отрицательных температурах сильно замедляется или практически останавливается все их развитие. В оцепенение могут погружаться летучие мыши, грызуны, некоторые птицы, пресмыкающиеся, амфибии.
Впервые же еще в 1705 году на феномен анабиоза обратил внимание голландский изобретатель микроскопа Антони ван Левенгук. А случилось это после того, как он взял сухой песок, увлажнил его и поместил под окуляр микроскопа. К удивлению Левенгука, неподвижные существа начали двигаться. Это были микроскопические черви — коловратки.
В 1743 году английский естествоиспытатель Джон Тёрбервилл Нидхем наблюдал аналогичное явление у пшеничной нематоды Tylenchus Tritici. Личинки этого червя могли сохраняться не менее двух лет в высушенных зернах пшеницы. Оказавшись же вместе с зернами в почве, личинки нематод «оживали».
В 1777 году итальянский ученый Ладзаро не только подтвердил опыты Левенгука над коловратками, но и открыл тихоходок — микроскопических существ, обитающих во мхах и лишайниках. Оказалось, что и тихоходки, как и коловратки, переносят длительное высушивание и оживают после их увлажнения.
Со временем появилось несколько точек зрения на факторы, позволяющие организмам переносить длительное высушивание. Так, Левенгук предполагал, что коловратки защищены от высыхания плотной оболочкой, удерживающей влагу. В свою очередь, Т. Нидхем считал, что высохшие коловратки сохраняют жизнь без воды и кислорода благодаря каким-то особенностям их организма.
Проходили десятилетия, но интерес к «феномену воскрешения» животных и растений не ослабевал, а, наоборот, привлекал все большее внимание. В конце концов, в 1873 году немецкий ученый Вильгельм Прейер предложил называть это удивительное явление анабиозом.
Многочисленные исследования анабиоза у животных провел русский ученый П.И. Бахметьев. Он изучал воздействие низких температур на физиологию насекомых и млекопитающих, в частности на летучих мышей.
Давно известно, что вещества могут находиться в одном из трех агрегатных состояний: твердом, жидком и газообразном. При этом твердое состояние подразделяется на кристаллическое и аморфное. И когда некоторые вещества переходят из жидкого состояния в твердое, их молекулы тоже образуют кристаллы.
Так вот, в 1938 году американский ученый Б. Лайет установил, что замерзающие организмы погибают в результате того, что в их телах появляются кристаллы льда, приводящие к разрушению мембран и цитоплазмы клеток.
Конечно, анабиоз — это соответствующая реакция организма на определенные условия внешней среды: в частности, на понижение или повышение температуры. Дело в том, что одни животные к столь опасным для их жизни обстоятельствам запасают еду, другие — мигрируют в более благоприятные и кормные места. А третьи — запасов не делают, остаются на месте, но зато могут погружаться в особое состояние, при котором значительно снижается активность метаболических процессов в организме, что приводит к падению температуры, сердечного ритма, частоты дыхания и т.д.
В зимнюю спячку (гибернация) погружаются многие виды моллюсков, ракообразных, пауков и насекомых, а также рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.
Перед погружением в спячку в организме животного происходят сложные физиологические изменения. Так, в преддверии анабиоза в полостях тела, под кожей, вдоль кишок, в груди накапливается жир. Причем запасы эти довольно значительны. Например, перед спячкой вес сусликов увеличивается в три раза по сравнению с весенне-летним сезоном. А в одном из исследований было показано, что у сурка в июне вес подкожного и внутреннего жира равнялся всего 10—15 г, а в августе — 750—800. Значительные жировые накопления делают сони, ежи, бурые медведи, летучие мыши.
Любопытные явления во время зимней спячки происходят в организме черного медведя барибала. Так, в течение 3—5-месячного сна он каждый день расходует около 4000 калорий, при этом не потребляя ни пищи, ни воды и не удаляя из организма продуктов метаболизма.
Этот феномен исследовали американские ученые. Оказалось, что эти особенности организма медведей обусловлены присутствием особого гормона, еще осенью поступающего в ткани его организма из гипоталамуса.
Однако это исследование не дало ответа на очень важный вопрос: что препятствует накоплению в организме барибала ядовитых продуктов метаболизма, которые у бодрствующего медведя выделяются из тела с мочой? Кроме того, было установлено, что когда температура тела у медведя значительно понижается, его начинает бить дрожь. И продолжается это от двух дней до недели — пока температура не придет в норму.
Однако больше всего удивило исследователей медвежье сердце. Дело в том, что, когда во время зимней спячки медведь делает глубокий вдох и выдох, его сердце в течение 10—20 с совсем не бьется. С чем это связано, ученые тоже пока ответить не могут.
Ученым давно известно, что все звери — от медведя до суслика, — впадающие в зимнюю спячку, регулярно ворочаются в своих норах, пробуждаясь от глубокого сна. А ведь во время этих движений сжигается огромное количество так необходимой животному энергии.
В связи с этим явлением у исследователей появился особый интерес к сусликам, в частности к калифорнийским, которые неделями валяются с температурой тела 5 °С, и целых полгода их сердце стучит с периодичностью всего два удара в минуту.
Однако раз в неделю, как по команде, они просыпаются. И конечно же, в это время температура их тела увеличивается. Причем до целых 37 °С! Если подсчитать, то окажется, что на эти пробуждения животное тратит около 80 % запасенной энергии. Безусловно, это ужасное расточительство. К чему оно?
Чтобы ответить на этот вопрос, американские биологи провели наблюдение над этими зверюшками, взяв в качестве подопытных экземпляров 31 суслика, каждому из которых прикрепили миниатюрные температурные датчики. Когда измученные животные впали в зимнюю спячку, им ввели один из углеводов, который повышает температуру тела у бодрствующих зверьков. Но это никак на спящих сусликов не подействовало. Однако, когда они начали просыпаться, температура их тела тут же повысилась, словно им ввели инъекцию накануне.
В связи с этими результатами напрашивался единственный вывод: когда животное спит, его иммунная система полностью отключается и не реагирует на раздражители.
Но такая ситуация чревата для суслика серьезными последствиями: в его организме во время сна могут появиться болезнетворные паразиты. Поэтому, чтобы избежать этого, суслик просыпается и «включает» свой иммунитет. Впрочем, может, у животных для этих регулярных «побудок» имеются и другие причины?
Анабиоз как реальный рецепт вечной жизни — насколько это возможно
Что такое анабиоз
В переводе с древнегреческого, определение трактуется как «возвращение к жизни» или «оживление». Анабиоз является временным явлением на период от нескольких месяцев до миллионов лет — все зависит от того, кто или что в него впадает. В это время процессы жизнедеятельности организма (пульс, дыхание и т.п.) замедляются настолько, что их невозможно зафиксировать без специального оборудования.
Роль анабиоза в природе
Процесс замедления жизненных процессов позволяет различного рода организмам адаптироваться под неблагоприятные условия, выжить в них и вернуться к прежнему состоянию после нормализации окружающей среды. Важным условием анабиоза является сохранение целостности органелл и мембран. Основная роль этого процесса — выживание и сохранение популяции. Находясь в состоянии анабиоза, организм не претерпевает никаких изменений, останавливается его рост, развитие и взросление. Это позволяет ему существовать продолжительное время, в некоторых случаях тысячи и даже миллионы лет. Бактерии, грибки и некоторые виды вирусов идеально поддаются различным видам анабиоза (высушивание или замерзание), тем самым обеспечивая свое выживание в самых экстремальных условиях.
Кто впадает в анабиоз из животного мира
Основа любой жизни — вода. Процесс анабиоза также полностью завязан на воду — чем больше ее теряет организм, тем дольше он может прожить в полуживом состоянии. Способность утрачивать жидкость без вреда для здоровья есть у всех, включая человека. Однако есть предельная степень обратимого обезвоживания разных организмов. Например, тихоходки могут потерять до 100% воды и это никак им не навредит. Мыши способны с легкостью пережить потерю до трети объема жидкости в организме, а вот человеку доступна потеря не более 10% «телесной воды» без вреда для здоровья. Поэтому мы до сих пор и не покорили процесс временного умерщвления.
Говоря о животном мире, в состояние анабиоза могут входить не только микроорганизмы, но и высшие позвоночные. Доказательством тому служат неоднократные находки замерзших во льдах ящериц, которые оживали после оттаивания. Некоторые представители хладнокровных проводили в таком состоянии десятки лет. При этом есть случаи обнаружения во льдах и теплокровных животных (ежей, тушканчиков), находившихся в состоянии, близком к анабиозу. Проблема в том, что они были живы, но разбудить их не получалось никаким из известных способов.
В этом и заключается основная опасность анабиоза. Войти в это состояние проще, чем выйти из него. Родственницей этого сложного процесса является искусственная кома, но отличие ее в том, что в таком состоянии организм не прекращает обычную жизнедеятельность, для него требуется привычная температура среды, достаточное питание и прочие условия существования.
Однако у лягушек есть свой аналог анабиоза, позволяющий выживать в самых экстремальных условиях. Когда наступают холода, лягушки находятся на открытом воздухе — они сидят до тех пор, пока не оцепенеют. При этом их тела не замерзают, кровь и вода не превращается в лед и клетки организма не травмируются.
Происходит это по причине того, что во время замерзания в крови лягушки значительно увеличивается количество глюкозы. Она препятствует образованию кристаллов льда, а животное принимает желеобразную консистенцию.
Анабиоз человека — возможно ли?
Несмотря на множество сложностей, ученые активно исследуют процесс анабиоза человека. Успехи в этом направлении есть благодаря положительным результатам опытов над животными. Это дает надежду, что в будущем временное умерщвление станет доступно и для людей. Есть несколько удачных примеров, когда люди выживали в неестественных условиях и при этом не получали никаких повреждений, включая полное восстановление работоспособности головного мозга:
Анабиоз: что это и для чего используется. Можно ли погрузить человека в анабиоз?
Анабиоз (биопауза) — это обратимое состояние организма, для которого характерна почти полная остановка жизнедеятельности. Слово произошло от греческого anabiosis — «оживление».
Анабиоз в природе
В процессе эволюции у животных и растительных организмов развились различные механизмы приспособления к экстремальным условиям, таким как:
низкие или высокие температуры;
избыток или недостаток влаги.
Анабиоз — одна из форм адаптации к негативным внешним явлениям, характеризующаяся длительным состоянием покоя, бездействия. Во время биопаузы дыхание, сердцебиение и остальные процессы жизнедеятельности заторможены настолько, что их видимые проявления отсутствуют и могут быть обнаружены только специальной аппаратурой. Впадение в анабиоз позволяет пережить экстремальный период и при наступлении благоприятных условий вновь восстановить жизненные процессы.
У многих организмов биопауза стала частью привычного цикла развития, например, стадии:
цист у бактерий, одноклеточных.
Впадая в анабиоз, некоторые виды животных (моллюски, гидры, черви, усоногие раки, отдельные насекомые, земноводные и пресмыкающиеся) могут терять до ¾ жидкости, находящейся в тканях организма. Разновидностью биопаузы является и спячка — зимняя в условиях холода, отсутствия пищи, и летняя при засухе.
Возникновение термина
Первые исследователи биопаузы (Левенгук, Спалланцани) для описания явления применяли эпитеты «оцепенение», «мнимая смерть», «скрытая жизнь», а восстановление биологических процессов считали воскрешением.
Впервые термин «анабиоз» ввел немецкий исследователь Прайер, наблюдая возвращение к жизни после высушивания тихоходок, нематод и коловраток.
Практическое применение анабиоза
Феномен биопаузы используют в медицине при изготовлении сухих живых вакцин, хранении вирусов и клеток опухолей, консервировании тканей и органов для пересадки. Эмбрионы в состоянии криозаморозки могут сохранять жизнеспособность от 10 до 55 лет.
Ученые постоянно проводят эксперименты по погружению в анабиоз человека. Это может принести большую пользу при спасении людей, получивших угрожающие жизни травмы. По свидетельству врачей, многие пострадавшие от аварий, огнестрельных и ножевых ранений умирают до того, как им успевают оказать помощь. Клетки должны постоянно получать кислород, без кровоснабжения мозг может прожить не более 5 минут. Замедление биопроцессов в организме дает время на проведение необходимых манипуляций.
Согласно сведениям журнала New Scientist, в 2017 году врачи медицинского Университета Мэриленда впервые погрузили человека в анабиоз. Для этого кровь полностью заменили физраствором близкой к нулю температуры. В результате тело быстро охладилось до +10…+15 °C, все жизненные процессы замедлились, и у медиков появилось 2 часа, чтобы провести операцию и затем оживить организм.
Пока ученые не могут «замораживать» людей на более длительные периоды, так как при обратном разогреве возникают химические реакции, повреждающие ткани клеток. Техника погружения в анабиоз человека еще мало изучена и не получила массового применения в медицине, исследования продолжаются.
АНАБИОЗ
Полезное
Смотреть что такое «АНАБИОЗ» в других словарях:
Анабиоз — (от греч. anabiosis оживление), способность организмов переживать неблагоприятное время (изменение температуры окружающей среды, отсутствие влаги и др.) в состоянии, при котором резко снижается обмен веществ и отсутствуют видимые проявления жизни … Экологический словарь
АНАБИОЗ — (греч.). Оживление животных, в которых жизненный процесс, вследствие высыхания или окоченения, временно как бы прекращается; также высохших семян растений. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АНАБИОЗ… … Словарь иностранных слов русского языка
АНАБИОЗ — (от греческого anabiosis оживление), временное состояние организма, при котором жизненные процессы резко замедляются, что способствует выживанию его в неблагоприятных условиях температуры, влажности и др. Анабиоз характерен для микроорганизмов… … Современная энциклопедия
АНАБИОЗ — (от греч. anabiosis оживление) состояние организма, при котором жизненные процессы резко замедляются, что способствует выживанию его в неблагоприятных условиях температуры, влажности и др. Анабиоз распространен у животных, растений и… … Большой Энциклопедический словарь
анабиоз — угнетение, приостановка Словарь русских синонимов. анабиоз сущ., кол во синонимов: 2 • приостановка (28) • … Словарь синонимов
анабиоз — а, м. anabiose f. <гр.1. биол. Временное состояние животного или растения, при котором почти полностью прекращается обмен веществ и отсутствуют все видимые проявления жизни. СИС 1985. 2. перен. О временном ослаблении, прекращении какой л.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Анабиоз — (от греческого anabiosis оживление), временное состояние организма, при котором жизненные процессы резко замедляются, что способствует выживанию его в неблагоприятных условиях температуры, влажности и др. Анабиоз характерен для микроорганизмов… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
АНАБИОЗ — АНАБИОЗ, анабиоза, мн. нет, муж. (греч. anabiosis оживание) (биол.). Восстановление жизненных отправлений в оцепенелых, видимо мертвых организмах. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
АНАБИОЗ — АНАБИОЗ, а, муж. (спец.). Резкое снижение жизнедеятельности организма с последующим восстановлением её при благоприятных условиях. | прил. анабиотический, ая, ое и анабиозный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
Значение слова «анабиоз»
[От греч. ’αναβίωσις — оживление]
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
Этот термин был предложен в 1873 году немецким учёным Вильгельмом Прейером в его сводке по исследованию феномена временного прекращения жизнедеятельности.
Мельчайшие организмы (например, эмбрионы до восьми клеток) могут быть криоконсервированы и потом восстановлены. Некоторые из них существуют в анабиозе до 13 лет.
Животные, впадающие в анабиоз, могут терять половину и даже три четверти заключённой в тканях воды. Анабиоз по сравнению с оцепенением и спячкой сопровождается более глубоким подавлением жизнедеятельности.
Явление анабиоза при высушивании и охлаждении используется для приготовления сухих живых вакцин, длительного хранения клеточных культур, консервирования тканей и органов.
Имеются данные о возможности введения млекопитающих в состояние анабиоза с помощью таких газов, как углекислый газ, аргон, сероводород и пр.
АНАБИО’З, а, мн. нет, м. [греч. anabiōsis — оживание] (биол.). Восстановление жизненных отправлений в оцепенелых, видимо мертвых организмах.
Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
анабио́з
1. биол. состояние животного или растения, при котором в резко неблагоприятных условиях внешней среды (высокая или низкая температура, крайняя сухость и т. п.) жизненные процессы временно замедляются настолько, что все видимые проявления жизни почти полностью отсутствуют ◆ Различают анабиоз при замерзании, анабиоз при высыхании и осмотический анабиоз. До сих пор среди ученых нет единодушия по вопросу о том, что считать анабиозом. Одни обозначают этим словом состояние организма, при котором полностью прекращаются все жизненные процессы, которые, однако, возобновляются в благоприятных условиях. Это, так сказать, «классический» анабиоз. Другие ученые распространяют этот термин на любую форму существенного угнетения жизнедеятельности, связанную с приспособлением организма к неблагоприятным условиям внешней среды ― такую, например, как зимняя спячка. «Классический» анабиоз свойствен спорам, бактериям, коловраткам, тихоходкам, нематодам (другое их имя ― угрицы), семенам некоторых растений, мхам и лишайникам, и некоторым другим биологическим объектам. Эммануил Граевский, «Комментирует биолог», 1965 г. // «Химия и жизнь» (цитата из НКРЯ) ◆ Во-первых, многие научные мечты, осуществление которых, как казалось, не за горами, так и остались в области фантастики: антигравитация, достижение сверхсветовых скоростей, погружение человека в анабиоз, использование антивещества как источника энергии, лечение всех болезней, создание искусственного интеллекта и т.д. Д. Баженов, «Новая миссия науки — в чем она?», 2007 г. // «Наука и жизнь» (цитата из НКРЯ)
2. перен. угнетённое, заторможенное состояние чего-либо; спячка ◆ Впавшая в анабиоз страна не сопротивляется проведению в жизнь любой, хоть глупой, хоть разумной, но осуществляемой абсурдными методами идеи, показывая всем остальным, куда именно ведут дороги, вымощенные благими намерениями. Владимир Намиот, Дмитрий Чернавский, «Социальный анабиоз», 1998 г. // «Профессионал» (цитата из НКРЯ)
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.
Насколько понятно значение слова колышка (существительное):