Жизнь на грани: животные-экстремалы

На протяжении тысячелетий люди создавали изобретения, позволявшие им приспосабливаться к неблагоприятным условиям окружающей среды. Или же приспосабливающие эту среду под себя. Чем дальше идет прогресс, тем выше, глубже и дальше заходит человек. Уже покорен Эверест – самая высокая вершина в мире, люди вышли в открытый космос и погрузились на дно Бездны Челленджера. Исследователи месяцами живут на Северном и Южном Полюсах, в условиях вечной мерзлоты, а племена берберов и бедуинов прекрасно чувствуют себя в пустынях.

Но на самом деле человеческое тело очень хрупко. Белок в нашем теле начинает сворачиваться уже при нагревании до 42°С. При охлаждении до 29,5°С большинство людей теряет сознание, а при 26 – погибает. Без еды взрослы человек может прожить в среднем 25-30 дней (при условии экономии усилий и наличии питьевой воды), без воды – всего 3-4 дня. А при отсутствии кислорода мы погибли бы через несколько секунд.

Но есть на нашей планете существа, чьи тела настолько адаптировались к экстремальным обстоятельствам, что они способны чувствовать себя комфортно в самых, казалось бы, непригодных для жизни условиях.

Чемпионами по выживанию являются бактерии. Некоторые их виды способны обитать даже в кипящих термальных источниках, в толще льда или кислотных озерах. Но они настолько далеки от нас по строению и образу жизни, и на столько миллионов лет старше, что мы не будем рассматривать их в качестве примера.  Гораздо интереснее взглянуть на многоклеточные организмы, которые благодаря своим особенностям выживают там, где большинство живых существ не сумело бы продержаться и нескольких дней.

Некоторые любят погорячее – их называют гипертермофилами.  К этой группе животных относятся помпейские черви. Это небольшие, 11-15 см в длину, морские многощетинковые черви. Они обитают на дне океана, в жерлах гидротермальных источников - черных курильщиков. Вода в них нагревается благодаря контакту с магмой, а соприкосновение с горными породами насыщает ее соединениями серы и тяжелых металлов.

В глубине источников температура достигает 300°С. Помпейские черви прикрепляют свои домики-трубки к стенам у выхода из жерла черного курильщика. Там температура воды составляет 62-80°С. При этом голову они предпочитают держать в холоде и высовывают ее из источника наружу, где вода едва прогревается до 20-25°С.
Выжить в горячей воде помпейским червям помогает симбиоз с особым видом бактерий, которые укутывают их тело, как скафандром, слоем толщиной в 1 см. Бактерии питаются слизью, которую вырабатывают черви, и в свою очередь производят особые белки, которые защищают от перегрева и их самих, и их «хозяина».

Есть среди животных и любители экстремально низких температур. Их называют психрофилами. Как ни странно, самыми стойкими оказываются не обладатели пушистого меха и плотного оперения, а самые, на первый взгляд, не приспособленные для этого животные: насекомые, пресмыкающиеся и амфибии.
Так, например, в северных районах Аляски и Канады обитает красный короед, способный выдерживать мороз до -150°С. В его крови содержится глицерин и особый белок-антифриз, которые препятствуют кристаллизации крови и позволяют жуку пережить экстремальные холода.

Похожим механизмом защиты пользуется и гусеница обитающего в Гренландии и Канаде мотылька Gynaephora groenlandica. Впадая в спячку, она способна пережить мороз до -70°С. В конце лета температура постепенно понижается, и тело гусеницы начинает вырабатывать глицерин и бетаин, которые не дают крови кристаллизоваться и помогают ей пережить зиму и не замерзнуть насмерть. Кстати, экстремальные условия значительно продлевают гусенице жизнь по сравнению с сородичами, живущими в более комфортных местах. На то, чтобы повзрослеть и превратиться в мотылька, у нее уходит от 7 до 14 лет! Для сравнения, обычным мотылькам на это нужно не более месяца. Правда, 95% своей длинной жизни Gynaephora groenlandica проводит в спячке.

Способностью при сильном понижении температуры впадать в спячку и снова возрождаться с наступлением тепла обладают и некоторые виды позвоночных животных. Так, в вечной мерзлоте были обнаружены несколько экземпляров сибирского углозуба, пролежавших там 80-100 лет. После размораживания они продолжили жить как ни в чем не бывало. Такая же суперспособность есть и у некоторых видов лягушек, змей и черепах.

Еще одним животным, не боящимся снега и холодов, является гималайский прыгучий паук. Его можно встретить на высоте 6700 м над уровнем моря. Помимо холода, к «приятным» особенностям среды его обитания добавляются ураганные ветра, разреженная атмосфера и отсутствие насекомых, которыми питаются пауки. Ест он только когда ему удается найти тела насекомых, которые занес на вершину Гималаев все тот же ветер.

Противоположностью гималайскому пауку можно считать дьявольского червя. Так был назван вид круглых червей – нематод, найденный учеными в ЮАР на глубине 3600 м под поверхностью земли. Это абсолютный рекорд для многоклеточных организмов. Этот экстремал способен выдерживать высокие температуры и жить в условиях высокого давления, почти полного отсутствия кислорода и избытка метана. Ранее считалось, что в таких условиях способны выживать только бактерии.

Встречаются среди животных и любители соленого - галофилы. В США, в штате Юта, находится Большое Соленое озеро. Его соленость достигает 270 промилле – в 6,5 раз выше, чем у знаменитого Мертвого моря. Здесь обитает крошечный рачок артемия. Его длина около 12 мм. Артемии живут и в других водоемах с соленостью воды не ниже 60 промилле. Это позволяет им избегать соседства с хищниками, которые в таких условиях просто не выжили бы.

В другом штате США, Калифорнии, расположены несколько битумных озер. Там, прямо в сырой нефти, живет особый вид мух - нефтяные мухи. Для подавляющего большинства живых существ нефть является ядовитой. Эти мухи - единственные из известных науке многоклеточных животных способны не только жить в нефти, но и питаться ею. Их личинки плавают в битуме и дышат через дыхальца, которые выставляют над поверхностью. Они поедают попавших в нефтяное озеро насекомых, а вместе с ними заглатывают нефть, которая, похоже, совершенно им не вредит.

Но чемпионом среди экстремалов можно считать тихоходку. Ученые обнаружили это микроскопическое, около 1мм в длину, беспозвоночное животное, при сильном увеличении напоминающее забавного восьмилапого медвежонка в скафандре, и в термальных источниках с кипящей водой, и при минусовой температуре под слоем льда, и на вершине Гималаев. Оно способно выдерживать огромное давление, в 1200 раз превышающее атмосферное, и высокий уровень радиации, равный 1000 смертельных для человека дозам. Помимо этого, тихоходки могут впадать в состояние криптобиоза и десятилетиями оставаться в живых без пищи и воды. Но самое удивительно то, что в 2007 году ученые запустили их в открытый космос, и большинство животных благополучно вернулось на Землю.

Наблюдения за этими удивительными животными не только интересно само по себе. Оно позволяет ученым собрать материал о том, как живые существа адаптируют свои тела к неблагоприятным условиям. Возможно, когда-нибудь благодаря им появятся технологии, которые помогут и нашим телам научиться без помощи специальных приспособлений и без вреда для себя переносить жару, холод, давление, радиацию и другие экстремальные факторы.

Автор: Мария Астахова