Уникальная способность африканского комара, которому может позавидовать любой йог

Перед нами африканский комар-звонец и его дети-личинки, которым не страшны ни холод, ни жара, ни пребывание в космосе. Они научились тому, что так стремится освоить каждый йог, — «ставить себя на паузу», полностью останавливая жизненные процессы.

Комар-звонец Polypedilum vanderplanki обитает в Африке к югу от Сахары. Его личинки выводятся во временных лужах на гранитных скалах. Но, чтобы успешно развиться в комара и потом размножиться за четыре благоприятных месяца дождей, личинке нужно продержаться восемь месяцев жестокой засухи. Поэтому комар снабдил своих детей способностью к ангидробиозу — полному высыханию, приводящему к остановке процессов жизнедеятельности. За пару дней личинки превращаются в мумии, и в таком состоянии им не страшны никакие беды. Они выдерживают температуры от -270 до 102 °C, радиацию, воздействие многих токсических веществ. Даже после двух с половиной лет, проведенных в космосе, они благополучно оживают, когда вокруг появляется вода. И при необходимости могут повторить этот трюк, снова прикинувшись мертвыми.

Главным аналогом воды служит трегалоза — сахар, состоящий из двух молекул глюкозы. Они соединены таким образом, что не вступают в реакции с другими веществами, поэтому трегалозой можно заполнить клетки, не повреждая макромолекулы.

Трегалозу производит жировое тело — один из ключевых органов обмена веществ личинки, а затем с током гемолимфы (аналога крови) сахар разносится по организму и поступает в клетки. Трегалоза заполняет до 20% массы тела, не дает схлопываться мембранам и разбавляет собой токсичные вещества. При этом, так как она не образует раствора, структура получается твердой, как если бы личинка застыла в янтаре. Люди тоже освоили подобную технологию, она называется пластинацией — это метод фиксации тканей и органов человека, при котором жидкость замещается застывающим силиконовым полимером. С помощью этой методики, например, создавались экспонаты знаменитой выставки «Тайны тела». Результаты получаются впечатляющими, но, к сожалению, необратимыми.

Помимо трегалозы клетки личинок производят специальные LEA-белки (late embryogenesis abundant, то есть преобладающие в конце зародышевого развития). Их функция состоит в том, чтобы защищать белки клетки от слипания и раскручивания. У человека этим занимаются шапероны, но деятельность LEA-белков гораздо масштабнее: они облепляют собой все клеточные белки. Поэтому их аминокислотный состав особенный, он не позволяет им скручиваться в устойчивые формы, и их структура остается гибкой.

Биолог Олег Гусев, изучающий Polypedilum vanderplanki, называет стратегию этих комаров «настоящим биохакингом». И действительно, это похоже на взлом программы: взяв всего один ген извне и поиграв с организацией своих, комары-звонцы научились полностью останавливать жизненные процессы и возвращать их обратно. Нам о таком еще мечтать и мечтать. Зато у нас есть множество объектов для изучения — кроме африканских комаров ангидробиоз освоили и другие организмы: некоторые круглые черви, рачки, уже упомянутые коловратки, тихоходки и даже некоторые растения. При этом механизмы высыхания могут отличаться: например, коловратки не используют трегалозу, а тихоходки используют уникальный белок для защиты ДНК. Это означает, что стратегий биохакинга существует несколько.