Чтение онлайн

Подтверждением этой его точки зрения является определение, которое всемирно известный советский академик Опарин дал в своем известном труде «Происхождение жизни»: «…во всех этих случаях, когда мы путем внешнего воздействия затрудняем деятельность ферментов (например, при высушивании семян или при глубоком охлаждении организмов), процессы жизнедеятельности исключительно сильно замедляются, и организм впадает в анабиотическое состояние или даже эти процессы полностью останавливаются и тогда наступает смерть».

Придерживаясь некоторых уже принятых в биологии понятий, П. Ю. Шмидт объединяет все явления более или менее значительного торможения и приостановления жизни (кроме сна и зимней спячки), сопровождающихся потерей воды, под общим названием анабиоз. Это наименование подчеркивает общую, самую существенную особенность всех явлений — способность сохранить жизнь, выходить из состояния заторможенности, оживать. По существу, к этой категории явлений относится и «скрытая смерть» семян, спор, цист и других живых объектов. В данном случае различие заключается в том, что при анабиозе торможение жизнедеятельности и ее почти полное прекращение входят в нормальный цикл жизни, прочно установленный и закрепленный эволюцией. Без них невозможно существование многих живых растительных и животных организмов.

Анабиоз — широко распространенное явление в животном мире. Например, у насекомых при отрицательных температурах весьма замедляется или практически останавливается все их развитие. Подобное анабиотическое состояние известно как диапауза, которая, по мнению Бей-Биенко (1980 г.), представляет собой состояние временного физиологического покоя и возникает в жизненном цикле насекомых как специальное приспособление, обеспечивающее возможность пережить неблагоприятные условия в областях с сезонным климатом.

Позже в биологической науке возникло понятие «гибернация» (от лат. hybernus — зима и hybernar — перезимовать), которое точно соответствует наименованию «зимняя спячка» у животных. С физиологической точки зрения так называется состояние оцепенения, сопровождающееся значительной заторможенностью ряда физиологических процессов в организме (частоты сердечных сокращений, ритма дыхания, обмена веществ, понижения температуры тела), но при продолжающемся контроле со стороны центров терморегуляции. Способность впадать в состояние оцепенения свойственна млекопитающим, например, однопроходным, сумчатым, насекомоядным, летучим мышам, неполнозубым, хищникам, грызунам, некоторым птицам и пресмыкающимся. Ученые различают

дневное оцепенение, в которое впадают, например, летучие мыши и колибри, и сезонное оцепенение, отличающееся от зимней (например, у грызунов, насекомоядных и др.) и летней спячки (например, у некоторых млекопитающих и рыб, обитающих в степях и пустынях), а также и непериодическое оцепенение — при резком наступлении неблагоприятных условий (например, у сусликов, енотовидных собак, некоторых видов ласточек). Но термин «гибернация», естественно, не может распространяться на состояние животных, впадающих в состояние летней спячки при неблагоприятных условиях жизни во время летней засухи.

Вот почему в науку было введено и понятие «эстивация» (от лат. aestas — лето), которое полностью соответствует названию «летняя спячка». Эстивацией можно назвать сонное, неактивное состояние некоторых животных при наступлении засухи, когда становится невозможным добывать пищу и воду. Так поступают улитки во время засухи, а также некоторые виды сусликов, которые в самые жаркие месяцы прячутся в свои подземные убежища, оставаясь там вялыми и неподвижными. Своеобразным рекордсменом продолжительности летней и зимней спячки является колумбийский суслик, впадающий в летнюю спячку в августе и остающийся неактивным на протяжении всей осени и зимы (гибернация); выходит он из норы только в мае следующего года. Что же это такое — зимняя или летняя спячка? И при каких обстоятельствах одно состояние переходит в другое? По существу, между ними нет резкого физиологического различия. Кроме того, многие зимоспящие животные (например, летучие мыши) могут впадать в торпидное состояние (о нем ниже) ежедневно, если при этом у них понижается температура тела и интенсивность обмена веществ. Таким образом, это физиологическое состояние вполне сходно с гибернацией, хотя продолжается не месяцами, а всего лишь несколько часов.

В связи с тем что нет точного определения этих состояний, их трудно разграничивать, и многие физиологи рассматривают гибернацию и оцепенение как единое физиологическое явление.

Следует считать ошибкой, когда в общедоступном изложении часто употребляется термин «летаргический сон» и это понятие распространяют на животных, впадающих в зимнюю и летнюю спячку. В медицинской литературе летаргией (от греч. lethargia — глубокий сон) и соответственно летаргическим сном называют состояние патологического (болезненного) сна у человека, неподдающегося насильственному прекращению. Вот почему этот термин вовсе не подходит для определения физиологических явлений в мире животных.

Продолжительное пребывание птиц при низких температурах ученые обозначают термином «гипотермия» (от греч. hypo — под, низкое и thermos — тепло, теплота), т. е. охлаждение. Тот же термин медики используют при искусственном охлаждении всего или части организма человека при сложных операциях (см. главу «Находит ли применение искусственное охлаждение в медицине?»). Состояние кратковременного оцепенения у птиц ученые называют торпидностью. Она наблюдается у только что вылупившихся птенцов некоторых видов, когда родители покидают их на несколько дней при неблагоприятных условиях (например, у черных стрижей). Под торпидным состоянием ученые подразумевают состояние временного оцепенения организма, при котором он слабо реагирует на внешние раздражители (например, шум или прикосновение).

Для растительных организмов используются понятия анабиоза и зимнего покоя; первое — в случаях, когда некоторые растения после высыхания при благоприятных условиях могут снова развиваться, а второе — при особом физиологическом состоянии растительных. организмов, при котором семена, почки (зародыши) предохраняются от преждевременного развития и гибели.

В последнее время возникло и бурно развивается новое направление в биологической науке — криобиология (от греч. kryos — холод, мороз, bios — жизнь и logos — наука), т. е. наука о жизни при охлаждении. Криобиология занимается исследованиями механизмов анабиоза при низких температурах и морозоустойчивостью различных видов растений и животных; генетическим и иммуногенетическим влиянием низких температур; повреждением и защитой клеток организма под действием холода; глубоким замораживанием мужских половых клеток (спермы) для сохранения их продолжительное время с целью последующего искусственного осеменения животных; глубоким замораживанием с учетом продолжительного сохранения тканей и органов для последующей пересадки (трансплантации).

В связи с этим возникло и новое направление криобиологии, названное криомедициной, объектом медицинского приложения которой является не только консервирование тканей и органов при низких температурах, но и искусственное охлаждение (гипотермия) организма человека при сложных операциях на сердце и кровеносных сосудах, в мозге и глазах, при котором резко понижается обмен веществ, движение крови значительно замедляется, а чувствительность исчезает.

Используя патенты живой природы и созданные ею на протяжении многовековой эволюции приспособления, помогающие организмам пережить неблагоприятные условия, человек все чаще начинает их применять в различных областях жизни. Криобиология и криомедицина — науки будущего, о них будут все чаще говорить и писать.

Зимний сезон неблагоприятен для многих представителей мира животных и растений как из-за низкой температуры, так и резкого сокращения возможностей добывать пищу. В ходе эволюционного развития многие виды животных и растений приобрели своеобразные приспособительные механизмы, чтобы выжить в неблагоприятное время года. У одних видов животных возник и утвердился инстинкт создавать запасы пищи; у других выработалось другое приспособление — миграция. Известны поразительно дальние перелеты многих видов птиц, миграции некоторых видов рыб и других представителей мира животных. Однако в процессе эволюции у многих видов животных замечен и другой совершенный физиологический механизм приспособления — способность впадать в безжизненное на первый взгляд состояние, которое у различных видов животных проявляется по-разному и имеет разные наименования (анабиоз, гибернация, гипотермия и др.). Между тем все эти состояния характеризуются заторможенностью функции жизнедеятельности организма до того минимума, который позволяет ему пережить неблагоприятные зимние условия без приема пищи. В подобное состояние мнимой смерти впадают те виды животных, которые не в состоянии обеспечить себя пищей зимой и для них существует опасность гибели от холода и голода. И все это, выработанное в процессе эволюции, подчинено строгой природной целесообразности — необходимости сохранить вид.