Вы здесь
Углозубы. Сборка Uncategorized 

Углозубы. Сборка

Впервые об углозубах я у знал у kadykchanskiy.

«Мой отец, Виктор Петрович Голубев, ныне ушедший в иной мир, всю жизнь отработал на шахтах. В пятидесятые годы 20 века начинал в сланцевой шахте, в г. Сланцы, Ленинградской области. Затем на угольных шахтах Донбаса, а закончил трудиться на шахте № 7 «Кедровская»в п. Кадыкчан, Сусуманского района магаданской области. Освоил он все горные профессии от такелажника до начальника участка взрывных работ.

В конце семидисятых, он был проходчиком на шахте №10 «Кадыкчанская» Глубина шахты — 400 метров. Вот с этой глубины одно время шахтёры приносили в обильном количестве различные диковинки. В основном — окаменелости растений в кусках угля. Но были и маленькие динозаврики! Говорят это были тритоны, которые оказались замурованы в слои отложений органических веществ и впали в анабиоз, как и большинство рептилий, а затем органика окаменела, превратившись в уголь, и анабиоз затянулся на сотни миллионов лет. Это конечно, если не врут геологи. По моему эта датировка натянута на порядки. Речь может идти не о миллионах, даже не сотнях тысяч, а на тысячи лет. 5, может 7.

Знаете, самое потрясающее в том, что мы не воспринимали это как чудо расчудесное! Это было так же обыденно, как увидеть стадо оленей на соседнем перевале или медведя в окрестностях посёлка. Мы с братом радовались каждому такому дракончику:

Это Гребенчатый тритон — Triturus cristatus Lour

Те существа, которых мы извлекали из расколотых кусков угля выглядели очень похоже. Только гребень был ото лба, по всей спине и до кончика хвоста. Окраска равномерная тёмно-коричневая, кожа чешуйчатая, глаза тёмные, круглые, словно задёрнутые прозрачной плёнкой. Длина тела от носа до хвоста от 12 до 15 сантиметров. Кроме того, необходимо знать, что на Колыме вообще отсутствуют любые земноводные и пресмыкающиеся. Нет так же и ежей с кротами. Это просто. В году всего 2 месяца лета, и вечная мерзлота. Грунт за лето оттаивает на глубину около 30см. Дальше сплошной лёд. Могилы там не копают, а взрывают.

Мы, беззаботные мальчишки, набирали в ванну воды и бросали в туда окаменевших дракончиков, через несколько минут те оживали и начинали медленно шевелиться, а затем и плавать! Особенно здорово было, если попадалось сразу два три динозаврика. Мы хохотали, наблюдая как те, с бешеной скоростью начинали плавать в прозрачной воде друг за другом. Представление, к сожалению, долгим никогда не было. Очень быстро динозавры начинали уставать и погибали.

Причём всегда, вне зависимости от того, находились ли они на суше, или в воде. Им в этом мире явно не нравилось. Либо за время спячки их организм полностью выгорал, старился «до смерти», либо их «смущал» состав нынешней воды или атмосферы. Может и сила гравитации. А скорее всего и то и другое, по тому что по моей гипотезе в те времена, когда эти существа жили, гравитация была слабее минимум в двое, а насыщенность атмосферы кислородом составляла около 50%».

Источник.

Следующий источник.
Стишковская Л.Л. Вечные странники. (Жизнь амфибий, как она есть).—М.: Знание, 1988.
Однако самые отважные среди всех амфибий мира — сибирские углозубы. Невзрачные, буроватые с мелкими пятнышками четырехпалые тритоны ухитряются жить возле якутского поселка Саскылах. Поселок этот находится на семьдесят втором градусе северной широты. Так далеко от тепла не осмеливаются уходить не только никакие амфибии, но и вообще никакие холоднокровные животные, имеющие позвоночник.
Сибирские углозубы — существа, загадочные во многих отношениях.
Геологи, работающие на Колыме и в других районах вечной мерзлоты, не раз находили там живых углозубов. Одного обнаружили в глинистых отложениях не менее пятитысячелетней давности. Очевидец описал это так: «Ящерка, твердая, как сосулька, оттаяла и ожила, жадно пила воду и прожила три недели». По возрасту окружающих пород устанавливали геологи возраст и остальных углозубов, и самому древнему, по их мнению, было десять тысяч лет.
Зоологи не очень верили геологам. Правда, одни высказывались осторожно, однако других сомнения не мучили. Они были уверены, что геологи находили современных углозубов, случайно попавших в слой ископаемого льда по трещинам. Трещины омывались водой с глиной, спаивались, и углозубы оказывались замурованными в них.
Профессор Андрей Григорьевич Банников считал маловероятным, чтобы углозубы просуществовали в вечной мерзлоте даже двадцать — тридцать лет.
Но вот в июле 1972 года в пойме реки Большой Кэм-пэрлейм на одиннадцатиметровой глубине экскаватор разрушил линзу льда, в одном куске которого геологи заметили «включение». Кусок льда отложили в сторону, он растаял — и «включение» ожило. Геолог Д. Б. Коломейцев привез углозуба в Киев. Углозуб вел себя так, словно это не он был в куске льда. Не подозревая о случившемся с ним злоключении, тритон ел мух, тараканов, ловил рыбок гуппи. А вскоре самым современным методом, радиокарбоновым, определили его возраст. Углозубу было девяносто плюс — минус пятнадцать лет. Однако возраст его все же несколько занижен. С момента, когда углозуб оттаял, прошло почти полгода, и он набрал определенное количество радиоактивной углекислоты с пищей и воздухом.
Углозуб из поймы реки Большой Кэмпэрлейм не оказался современником мамонта, но пробыть сто пять, девяносто или даже семьдесят пять лет замороженным, а потом ходить, плавать, заниматься охотой — кому удавалось такое?
Источник.

Вполне возможно, что только что упомянутый углозуб — тот же, что и в этом фильме:

Следующее упоминание.

«Однажды Юра принес домой реликтового тритона. Тритону было четыре тысячи лет, а может, две с половиной, точно никто не знал. А Юре лет тридцать шесть. Может, тридцать четыре. Юра работал на шахте им. XXI съезда КПСС, этой шахты сейчас нет, и нашел он тритона в «линзе» — во льду вечной мерзлоты. Вместе с куском «линзы» Юра вырезал тритона, принес в свой барак и свалил в тазик. Пока он мыл руки и жарил картошку, реликтовый тритон четырех тысяч лет от роду, а может, двух с половиной, оттаял, ожил, начал понемногу плавать в тазике, а потом выбрался и стал ползать по дощатому полу. Юра решительно не знал, что следует делать с реликтовыми тритонами, когда они оживают и начинают ползать и плавать, и поэтому утром выпустил его в Колыму. Тритон, подумал Юра, если он не дурак, конечно, как-нибудь освоится с новыми условиями жизни. Не зря же он единым духом перемахнул четыре тысячи лет! А может, две с половиной.
Через некоторое время Юра полетел «на материк», в Винницу, к родителям, и в самолете встретился с биологом, который, захлебываясь от счастья, показал Юре точно такого же реликтового тритона, добытого еще какими-то шахтерами и переданного биологу для изучения. Оказалось, что этот тритон обладает уникальными свойствами. Еще оказалось, что он подтверждает ряд гипотез, и если бы не тритон и не шахтеры, они не были бы i ни подтверждены, ни опровергнуты. Биолог летел на научную конференцию, глаза у него сияли, волосы на голове шевелились от предчувствия победы и уши горели. Непосредственно тритон был у него в банке, а в портфеле докторская диссертация на тему тритона, а может — бери выше! — Нобелевская премия, или что там дают в биологии?..
Юра слушал и смущался, потому что ребята то и дело находили в забое, в мерзлоте, тритонов, мух, блох, пауков и еще каких-то тварей, и никто на них особо никакого внимания не обращал. И о перевороте в мировой науке, ясное дело, никогда не думал».

Источник.

Следующий случай.

«Эта удивительная история произошла во время моей «колымской эпопеи», в середине пятидесятых. Я работал на золоторазведке в Дальстрое. Дальстрой МВД организовали где-то в тридцатых для освоения крайнего северо-востока страны. Всё началось с открытия мощных золотых месторождений на Колыме. Первыми их обнаружили экспедиции Билибина и Цареградского. После этого стали строить город Магадан на побережье бухты Нагаево и осваивать глубинные территории Колымы, Индигирки, Яны, Чукотки.

Я был начальником полевой партии. В мою задачу входило изучение комплекса условий будущих дражных полигонов. Вели работы в долине реки Омчуг, в комплекс работ входила проходка шурфов в вечной мерзлоте. Сам по себе шурф — это глубокая вертикальная выработка правильной прямоугольной формы. Шурфы «проходили» взрывным методом. И после этого, чтобы грунт не осыпался со стенок, его выравнивали уже вручную — кайлом.

В один из июльских дней 1954-го шурфовщик из моей партии в очередной раз обрабатывал кайлом стенки шурфа. На глубине 7 метров он увидел в грунте маленькое отверстие между двумя небольшими валунами. Решив посмотреть, что там, сковырнул кайлом один из камней. И в открывшейся норке увидел некое замёрзшее существо. Шурфовщик вытащил находку на поверхность. Уже там разглядели, что это тритон. Его положили на грунт и отправились на обед. В это время на улице было тепло, солнышко пригревало. Под его лучами тритон оттаял и начал шевелиться! Шурфовщики, заметив, что ещё недавняя ледышка подаёт признаки жизни, немедленно позвали меня.

На вид оживший тритон ничем не отличался от современных особей. Не очень большой — сантиметров 10 длиной. Трудно было поверить, что «это», пролежавшее в мерзлоте, по самым приблизительным оценкам, более 10 тысяч лет, может ещё жить! Но тритон двигался, дышал. В общем, вёл себя как обычный, наш современник.

Мы поместили его в банку с водой, накидали туда травы и стали наблюдать. Об удивительной находке сообщили «наверх». Как ни странно, там это не вызвало никакого интереса. Тритон прожил всего три дня.

После этого я попросил рабочих обращать особое внимание на находки такого рода. И через несколько дней в этом же шурфе были найдены ещё два тритона. И они тоже оттаяли! И тоже погибли через три дня.

Как я потом узнал от старых шурфовщиков, таких случаев на Колыме было достаточно. Но наука ни тогда, ни теперь этим не заинтересовалась».

Источник.

В журнале АН СССР «Природа», № 3, за 1948г. упомянуты случаи с ожившими тритонами, но автор заметки не верит в то, что среди оживших тритонов могут оказаться представители эпох тысячелетней давности, и относит такие описания к фантастическому жанру.

Впрочем, журнал АН СССР поправил своё отношение к возрасту тритонов размещением большей статьи, из повествования которой видно, что ожившие тритоны пробыли в спячке стопятьсотмильёнов лет:

Можно подытожить собранный материал выводом о том, что амфибии обладают уникальным механизмом приспособляемости организма к крайне низким температурам. Уйдя в спячку, они могут в ней пребывать сколь угодно долгое время, или, как минимум, фантастически длительные периоды.

Если это так, то не может не возникнуть интереса к упомянутому механизму. Вот отрывок из статьи «21.10.3. Зимняя спячка (гибернация)»

«Спячка не спасает животных от гибели при очень сильном охлаждении, но они избегают замерзания, проводя спячку в гнездах или норах, где температура значительно выше, чем снаружи. Свертываясь в комок, животное уменьшает открытую поверхность тела, и это, так же как погружение морды в мех, способствует сохранению тепла. Если наступают очень сильные морозы и температура тела падает до 2°С, возникает опасность повреждения тканей. В таких случаях животное просыпается и начинает двигаться, чтобы повысить температуру тела, или же повышает интенсивность метаболизма, не просыпаясь.

Многие зимнеспящие животные запасают энергию в виде липидных капелек, накапливаемых в особой жировой ткани — буром жире. Клетки этой ткани содержат много сферических митохондрий, которые и придают ей характерную темную окраску. Липиды рассеяны по всей цитоплазме в виде капелек, а не в твердом состоянии. Животное расходует эти резервные липиды понемногу на протяжении всего периода спячки, но как только оно просыпается, метаболическая активность клеток жировой ткани резко возрастает. Используя освобождающуюся при этом энергию, животное начинает сильно дрожать и генерирует тепло, которое разносится по организму кровью благодаря учащению сердечного ритма. В первую очередь тепло поступает в сердце, головной мозг и легкие; это достигается благодаря сужению сосудов, идущих к другим частям тела, под воздействием симпатической нервной системы. Постепенно весь организм разогревается и его нормальные метаболические и физиологические функции в конце концов возобновляются».

Источник.

Но здесь нет и примерных цифр отрицательных температур, за пределами которых животные гибнут, но известно, что беренгийский суслик кратковременно выдерживает опускание температуры тела до -3°С, и то не всех участков тела. Амфибиям, судя по описаниям, приходится выдерживать отрицательные температуры свойственные грунтам вечной мерзлоты, а это температуры до -30°С.

Оказывается, что «охлаждение до –35 °C углозубам не причиняет никакого вреда: их ткани и жизненно важные органы не повреждаются. В аналогичных условиях человеку не выжить: при сильном замораживании кровь кристаллизуется и клетки просто разрывает. Именно поэтому опыты по заморозке человеческого тела с последующим его «оживлением» пока обречены на провал.

Как же углозубам удается избежать смерти от разрыва тканей? Ученые выяснили, что в крови амфибии сконцентрировано огромное количество глицерина — природного антифриза, предотвращающего полное замерзание. Большая печень, составляющая осенью, перед впадением в гибернацию, свыше 30% от массы тела животного, служит аккумулятором, который снабжает организм энергией на протяжении долгой зимы. Чем ниже температура окружающей среды, а следовательно, и тела ящерицы, тем ниже расход энергии. Получается, что в относительно теплых условиях углозубу зимовать труднее, чем в лютые морозы».

Источник.

Но углозубы используют не привычный антифриз. Ознакомимся с этим механизмом:

Экспрессируемые в холоднокровных организмах белки-антифризы, которые мешают образованию льда в их телах и тем самым помогают им выживать даже при экстремально низких температурах, были открыты в 1950-х годах и с тех пор довольно хорошо изучены. Однако до конца механизм действия этих белков все еще непонятен. Во всяком случае, он не сводится просто к понижению температуры сосуществования льда и воды.

В лаборатории физики белка Института белка РАН, исследуя ледсвязывающий белок (мутантную форму белка-антифриза cfAFP из гусеницы Choristoneura fumiferana, зимующей в хвое), мы обнаружили, что этот белок-антифриз вовсе не понижает температуру замерзания воды и, как ни парадоксально, даже повышает температуру плавления льда. Прежде чем перейти к объяснению этого парадокса, наверное, полезно будет вспомнить о том, как работают вещества, которые обычно используются в качестве природных и искусственных антифризов.

Например, чтобы спирт понизил температуру замерзания воды до -30°С, его нужно добавить почти 50%, то есть соотношение молекул спирта и воды должно быть приблизительно один к одному. Такое соотношение необходимо, чтобы молекулы спирта нарушили связи между молекулами воды и не давали им соединиться в структуру льда. В таких же больших концентрациях используют соли, глицерины и другие вещества, понижающие температуру замерзания воды.

Краткая биография белков-антифризов
Неужели белки-антифризы работают в таких же больших концентрациях, нарушая связи между молекулами воды? Вряд ли! Жидкий «бульон» из молекул белка никому не нужен, ни нам для биотехнологий, ни клеткам для выживания в холодных условиях. В клетках, в которых обнаружены эти белки, соотношение белка-антифриза и молекул воды приблизительно 1:400 000. Это вполне приемлемая концентрация для белка, в том смысле, что такое количество белка клетка вполне способна синтезировать при подготовке «к зиме» и потом утилизировать при подготовке «к лету». Но как же тогда белки-антифризы могут работать в таких низких концентрациях? Каким образом одна молекула белка может повлиять на 400 тыс. молекул воды, чтобы всем им «запретить» замерзать? Такое априори невозможно!

Алексей Финкельштейн, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, выполнил теоретические расчеты, основанные на теории кристаллизации, которые показывают, что при температурах 0°…–30°C лед может возникать только на контактирующих с водой стенках (особенно «рифленых»), но никак не в толще воды. Эти расчеты и дополнительные эксперименты с белком-антифризом позволяют понять физический базис явления.

Две стратегии «антифриза» живой клетки. Первая стратегия — синтезировать сахара и спирты, которые понизят температуру замерзания воды. Хороша в тех случаях, когда переохлаждение небольшое или клетка может долго готовиться к зиме и потом долго выходить из «законсервированного» состояния. Вторая стратегия — использовать белки-антифризы. Хороша в тех случаях, когда нужно пережить экстремально низкие температуры или клетке нужно быстро восстановиться и функционировать после переохлаждения.

Смешать, но не взбалтывать!
Из школьных учебников физики мы знаем, что вода замерзает при нуле градусов Цельсия. Действительно, лужи зимой замерзают достаточно быстро, чуть только подморозит. Но если налить в стакан очень чистую воду и поставили ее в морозильную камеру, в которой минус пять градусов, что произойдет? Правильно, ничего! Чистая вода замечательно существует в переохлажденном состоянии.

Если перефразировать Джеймса Бонда, тут главное смешать, но не взбалтывать (классическая формула заказа Бонда барменам: «Shaken, not stirred», то есть «Взболтать, но не смешивать».— Ред.). Так и здесь, чтобы образовался лед, переохлажденную воду нужно встряхнуть или бросить в нее что-то. В интернете можно найти множество видео, где переохлажденную воду резко встряхивают или бросают в нее ледышку и тем самым запускают процесс образования льда.

Для старта замерзания воды должен появиться первый зародыш льда — небольшая группа молекул воды, которая повернута в пространстве «правильным» льдоподобным образом. Образовать такую льдоподобную группу молекул в толще воды очень сложно, ведь молекулы постоянно движутся и вращаются. Именно поэтому чистая вода может оставаться жидкой вплоть до очень низких температур.

Совсем другая ситуация на поверхности твердого вещества. На твердой поверхности образовать слой неподвижных, «правильно» ориентированных молекул воды гораздо легче, и, соответственно, больше шансов, что такая группа молекул воды превратится в зародыш льда и запустит кристаллизацию воды. Конечно, не всякая твердая поверхность может помочь в образовании зародыша льда, но в природе таких поверхностей хватает, поэтому лужи зимой замерзают достаточно быстро.

Как работает белок-антифриз. Теоретические исследования с использованием молекулярной динамики показали, что аминокислотные остатки треонинов, расположенные на одной из сторон лед-связывающего белка двумя «стройными рядами», способны прочно связываться с кристаллической решеткой льда. Структура лед-связывающего белка представляет собой трехгранную призму, на одной из граней которой расположены два ряда треонинов (показаны красным цветом). Аминокислота треонин встречается во всех природных белках. Предполагается, что именно треонины «ответственны» за связывание со льдом.

Белок-изолятор
Если вышеописанные рассуждения подкрепить теоретическими расчетами и экспериментами, можно прийти к двум простым выводам: (1) вода сама, без зародыша льда, «не хочет» замерзать вплоть до очень низких температур; (2) зародыш льда, при температурах от 0 до -20°С, образуется только на твердых поверхностях, желательно рифленых.

Тут, конечно, можно порассуждать о вероятностях. Понятно, что зародыш льда может образоваться при любой температуре и даже без твердой поверхности, вопрос только в том, как долго ждать этого события. Для этого и нужны были теоретические расчеты, из которых следует, что зародыш льда в чистой воде, при температурах до -20°С, не сможет образоваться без твердой поверхности, даже за несколько лет, не говоря уже о зиме или нескольких часах во время ночных заморозков.

Зная эти факты, можно предположить стратегию выживания организмов при низких температурах, без использования антифризов типа спиртов, сахаров и ароматизаторов.

Выходит, если вода может долго существовать в жидком, переохлажденном состоянии вплоть до -20оС, то все, что нужно — это найти внутри клеток твердые поверхности, на которых могут возникнуть зародыши льда, и заблокировать их. Белки для такой задачи подходят как нельзя лучше. Сейчас известно множество белков, основная функция которых «хватать» разные вещества. Поэтому способность белков-антифризов связываться с поверхностями, способными стать зародышами льда, не является чем-то сверхудивительным. Ведь именно кристаллики льда, которые могут возникнуть в клетке, опасны тем, что они протыкают клеточную стенку, и клетка гибнет. Без кристаллов льда само по себе понижение температуры для клетки совершенно безвредно.

Кстати, легко можно догадаться, какая твердая поверхность является самой хорошей для образования зародыша льда — конечно же, это поверхность самого льда. Поэтому свойство белков-антифризов связываться с поверхностью льда было обнаружено первым. При этом показано, что присутствие белков-антифризов замедляет рост кристалликов льда, если уж они образовались.

Полученные нами факты позволяют по-новому взглянуть на роль белков-антифризов. Они не понижают температуру замерзания воды, как обычные антифризы. Белки-антифризы находят поверхности, на которых могут возникнуть зародыши льда, прилипают к ним, блокируют возникновение зародышей льда и тем самым понижают вероятность запуска кристаллизации воды, то есть удерживают воду в жидком переохлажденном состоянии.

Для бактерий или насекомых это замечательная стратегия, чтобы переждать временное похолодание.

Богдан Мельник, доктор физико-математических наук, Институт белка РАН
Журнал «Коммерсантъ Наука» №19 от 15.09.2022, стр. 32

Но как этот механизм сохраняет работу в течении если не тысячелетий, то столетий? Может ли существовать ТАКАЯ надёжность? — Или здесь есть ещё что изучать, или перед нами и с такого ракурса встаёт вопрос о верности общепринятых геологических и исторических шкал.

Или и то и другое.

Похожие записи

Оставить комментарий