Российские ученые пробудили из мерзлоты червей, которым 42 тысячи лет

«Вы хотите "Парк Юрского периода"? Потому что именно так получается "Парк Юрского периода"».

«Стоп. Заморозьте этого червя обратно. Это 2020 год, нам не нужна еще одна катастрофа».

«У меня плохое предчувствие...»

Вообще, новость о том, что российские ученые «разморозили» древних нематод (круглых червей) из сибирской вечной мерзлоты, впервые появилась в 2018 году. Тогда же в российских и иностранных научных журналах вышли статьи, рассказывающие об этом событии. Однако недавно кто-то снова вспомнил о червях, новость завирусилась и превратилась в очередной мем про 2020 год. «Хах, это просто подготовка к сиквелу. 2021» – и все в этом роде.

Между тем, все это время нематоды были под наблюдением ученых. Ведь событие это – революция в криобиозе и биологии. Нематоды и некоторые другие микроскопические беспозвоночные, вроде коловраток и тихоходок, довольно живучи, долгое время они могут находиться в высушенном или замороженном состоянии, и затем вернуться к жизни.

«Но даже для них существовавший рекорд в анабиозе составлял лишь около 30-40 лет», – говорит Анастасия Шатилович, старший научный сотрудник Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. Это она с группой ученых из других институтов изучала древних нематод.

Чистая случайность

Изначально Шатилович с коллегами никаких нематод в вечной мерзлоте не искала. Они исследовали сообщества протистов (одноклеточных эукариотных организмов), выживших после тысяч лет криоконсервации в многолетнемерзлых отложениях Якутии. Сами по себе одноклеточные живые объекты, просуществовавшие в анабиозе тысячи и даже миллионы лет - довольно обыденная история, в этом нет ничего удивительного. В 2000 году исследователи нашли споры бактерий, которые 250 млн лет провели в кристаллах соли, и вернули их к жизни. Ранее ученым Пущинского научного центра удалось вырастить растение из жизнеспособных клеток, найденных в семенах, пролежавших более 30 тыс лет в мерзлоте, но об оживлении многоклеточных червей никто даже не мечтал.

«Многоклеточных животных, сумевших пережить криобиоз в геологичесом масштабе времени, мы еще не получали. И это просто счастливое стечение обстоятельств, потому что сразу из двух образцов мерзлых пород удалось выделить живых нематод», – рассказывает Шатилович. 

Нематод даже заметили не сразу. Когда образцы мерзлых пород были доставлены в пущинскую лабораторию, ученые поместили их в чашки Петри с питательной средой и просматривали раз в несколько дней, ожидая найти древних протистов. «Мы увидели червей, только когда они начали двигаться. С момента разморозки прошло порядка  двух недель. Вероятно, они ожили еще раньше», – говорит она.

Сомнения, что это какие-то современные черви, что попали в образцы недавно, отпали – и вот почему. Во-первых, оба образца, в которых их нашли, были отобраны независимыми исследователями из отложений разного генезиса в разных районах – у сибирских рек Колыма и Алазея. Во-вторых, один из образцов был отобран из керна скважины, методом, подразумевающим высокую стерильность.

Нематоды одного вида, Panagrolaimus, обнаружены в образцах возрастом 32 тысячи лет. Второй вид, Plectus, попался в образце с еще большим возрастом – 42 тысячи лет. Обе нематоды оказались самками.

После написания об этом статьи с учеными из России связались ученые из Дрездена, предложили сотрудничество. Так ДНК червей уехали в Германию, к Теймуразу Курцхалия и его коллегам из Института молекулярной клеточной биологии и генетики им. Макса Планка. Они занимаются полной расшифровкой генома двух нематод.

Самая интересная загадка

Она говорит, что случай с нематодами – удача. Потому что, если бы ожил червь только из одного образца мерзлоты, ученые сомневались бы в стерильности отбора – всегда есть вероятность контаминации – загрязнения одного материала другим. Все это выглядело слишком невероятным.

«Одноклеточный организм может выжить благодаря своим приспособительным свойствам, например, способности к образованию разнообразных стадий покоя – спор или цист. Но многоклеточный организм устроен сложней. Хотя для нематод тоже известна покоящаяся стадия – личинка Дауэра, но за время длительного анабиоза  в клетках могли происходить и накапливаться повреждения ДНК и клеточных мембран, вырабатываться токсины, которые должны были или погубить организм, или  быть репарированы [исправлены химические повреждения] во время анабиоза или после размораживания. Каким-то образом эти черви сумели выжить», – говорит Шатилович, называя это «самой интересной загадкой».

Полный геном даст ответы на  многие волнующие вопросы. Как проходят процессы репарации повреждений? Какие адаптивные механизмы задействовали древние черви? Какими уникальными генами они обладают? Произошла ли эволюция этих видов за 40 тысяч лет и т.д.?

На его расшифровку ушло практически два года – по году на червя. Как выяснилось, один из червей триплоидный: у него три набора хромосом и размножается он партеногенезом (однополое размножение). Завершить расшифровку генома немецкие коллеги планируют  к концу года.

Смертельная угроза человечеству?

Потомки тех самых нематод сегодня находятся в коллекции лаборатории Криологии почв, где работает Шатилович. Часть из них заморожена, часть – высушена, а часть – живет и размножается.

Она говорит, что ее многие спрашивают: А что, если вместе с нематодами разморозятся опасные микроорганизмы, не боитесь ли вы разморозить что-то страшное? И как их высвобождение скажется на экосистеме?

«В результате постоянного таяния мерзлоты,  организмы, которые ней  были законсервированы, каждый год попадают в современную экосистему, это естественный процесс».

«Мы просто идем вслед природе и не делаем ничего такого, чтобы не происходило в естественной среде», – говорит Шатилович.