Как амфибиям удается выживать в сибирских условиях — рассказали новосибирские ученые

Ученые СО РАН исследовали как организмы чесночниц Палласа — вида лягушек, обитающий на территории Восточной Европы и, частично, Западной Сибири, — справляются с длительным кислородным голоданием во время зимовки. Научные изыскания могут способствовать созданию способов, которые помогут людям преодолевать последствия ишемических стрессов.

Исследования проводили ученые из ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», Института биологических проблем Севера ДВО РАН (Магадан) и Международного томографического центра СО РАН (Новосибирск). Ранее они уже изучали похожие механизмы адаптации у сибирской лягушки, которая проводит зиму в замерзших водоемах, где к концу зимы кислорода почти не остается. Тогда исследователи обнаружили, что лягушки не только могут месяцами жить в таких условиях, но и сохраняют способность двигаться. Они выяснили, что пережить зиму им помогает изменение метаболизма: уровень глутатиона и другие показатели меняются.

В новой работе ученые исследовали, как чесночницы Палласа, которые зимуют не под водой, а в земле, справляются с недостатком кислорода. «В ходе эксперимента мы помещали лягушек в специальные герметичные ёмкости, где содержание кислорода было примерно в 10 раз ниже, чем в воздухе. Это предельный уровень, который животные могут пережить, и наблюдали за изменениями в их организме», — рассказал ведущий научный сотрудник сектора геногеографии Палеарктики ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук Сергей Шеховцов.

Оказалось, что у чесночниц изменения в метаболизме не настолько значительны, чтобы они могли существенно повлиять на выживание. Зимой лягушки не впадают в спячку. Большую часть времени они неподвижны, но сохраняют способность двигаться и реагировать на внешние раздражители. «Можно предположить, что вместо активации других метаболических путей, как это происходит у сибирских лягушек, мы видим просто подавление активности организма. Меньше кислорода — меньше энергии, поэтому затраты энергии максимально снижаются, что позволяет поддерживать баланс, необходимый для поддержания жизни», — объяснил Сергей Шеховцов.

Ученые предполагают, что это не все способы адаптации амфибий к недостатку кислорода. Дальнейшие исследования других видов могут выявить другие механизмы, которые природа использует для решения этой сложной задачи.

Полученные данные важны не только для биологии, но и для медицины. Известно, что многие заболевания связаны с ишемическими состояниями, которые сопровождаются гипоксией — локальным ограничением кровообращения. Исследования ученых могут помочь в разработке методов преодоления последствий ишемических стрессов для организма человека.