Магаданские ученые-биологи сделали уникальное открытие — сибирская лягушка до полугода может жить без кислорода. Этот факт может дать значительный толчок в изучении механизмов гипоксии — кислородного голодания и лечения болезней с ним связанных. Несколько лет ученые Института биологических проблем севера изучали земноводных.
В результате выяснили: остромордая лягушка переносит замораживание, а её организм способен переключаться на бескислородный путь обеспечения энергией.
Это сибирская или амурская лягушка. Ее поведение и образ жизни магаданские биологи изучают уже несколько лет. На Колыме она водится в термокарстовых озерах, это водоемы на вечной мерзлоте, в которых почти нет рыбы.
Таких озер, расположенных в условиях вечной мерзлоты, на Колыме много. В некоторых из них зимуют сибирские лягушки. При этом вода в этих озёрах промерзает почти до самого дня. И в ней не остается кислорода.
Ученые долго сомневались в том, что лягушки способны до полугода жить без этого элемента. И, чтобы подтвердить или опровергнуть это предположение, провели лабораторный эксперимент, поместив их в бескислородную среду. Сибирская лягушка выжила. В прошлом году одну из Нобелевских премий вручили ученым, которые выяснили, каким образом организм человека перестраивается в условиях нехватки кислорода. Но тогда у исследователей не было модели для работы, теперь ею как раз может стать сибирская лягушка.
Даниил Берман, профессор, доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории биоценологии ИБПС ДВО РАН:
Ученые работали с человеческой культурой, культурой клеток, не имея возможности работать с какой-то моделью. А такой моделью всегда служила лягушка, белые мышки, крыски, масса насекомых используется в качестве модели, потому что можно быстро обратить поколение, и это не человеческий материал. И она в этом смысле безумно перспективна как такая лабораторная модель.
После экспериментов с лишением кислорода сибирских лягушек исследовали в топографическом центре Новосибирского Академгородка. Там подробно изучили их химический состав, и доказали, что энергетический обмен действительно идет без участия кислорода.
Нина Булахова, заведующая лабораторией биоценологии ИБПС ДВО РАН:
У сибирской лягушки, в отличие от других, изученных нами видов лягушек, самая массивная печень. В отношении к массе тела. То есть это такое депо мощное, где накапливается очень много этого гликогена, так много, сколько нет ни у какого другого изученного вида.
Гликоген – это запасенная энергия — как раз то топливо, на котором живет лягушка без кислорода. В ее организме идет процесс гликолиза, переработки глюкозы, для которой это элемент не требуется. Человеческий гликолиз – это переключение организма высоко в горах. Или на Севере — в условиях крепких морозов, когда кислорода достаточно, но организм его не принимает.
Даниил Берман, профессор, доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории биоценологии ИБПС ДВО РАН:
Кислорода столько же, а вот альвеолы, те самые элементы легких, которые усваивают кислород, и он садится на гемоглобин, а гемоглобин растаскивает по всему организму, альвеолы не способны работать при низких температурах. Им нужно обязательно согреться.
Публикация работы в известном международном издании «Саэнтифик репортс» — это признание результатов исследования магаданских ученых. Сейчас они планируют изучать другие виды лягушек, в том числе, привезенную из Приморья дальневосточную жерлянку. О ее жизни и способах зимовки науке пока мало что известно.
Людмила Щербакова
