Неђељко Јекнић

STAV

Život na Zemlji je žilav (neuništiv?)

Kada se priča o klimatskim promjenama, uvijek se napomene da ćemo usled nevođenja računa o našem domu, o jedinoj planeti koju imamo, postepeno uništavati svoj životni prostor i dovesti ga do uništenja. Dobro, ovo pod uslovom da prije tog momenta ne eliminišemo sami sebe nekom ratnom katastrofom. Opet, ako dođe do takvog epiloga, čisto faktografije radi - meduza postoji više od 500 miliona godina a čovjek jedva da je napunio 200 000 godina postojanja u današnjoj životnoj formi.

Пише: Види све колумне

Piše Neđeljko Jeknić

Pri tom, meduza nema mozak ili nervni sistem, a eto, što bi mi rekli “snašla se” kudikamo duže od ljudi i nije samu sebe uništila.
No, planeta se ne brine toliko da li će ljudi imati dovoljan procenat kiseonika u atmosferi, da li će temperature biti koji stepen gore ili dolje, te na kraju koje vrste će je naseljavati. Ako se usled ciklusa ledenog doba o kojima je govorio Milanković ili usled našeg uticaja uslovi za život promijene, možda mi nećemo moći da opstanemo kao vrsta, ali ima ko hoće.

Esktremofili

Prosto rečeno, organizmi koji žive u ekstremnim uslovima. Dijele se na nekoliko vrsta, uglavnom u zavisnosti od njihove konkretne sposobnosti da prežive tamo gdje ostali ne mogu. Većinom su mikrobi i što je najinteresantnije, takvi organizmi ne žive u borbi sa neprijateljskim uslovima za život već prosto uživaju i najbolje im prijaju ekstremni uslovi. Nekima od njih je čak potrebno da bude ispunjeno nekoliko ekstremnih uslova da bi uopšte mogli da se razmnožavaju.

Organizmi koji mogu da podnesu najveću temperaturu se nazivaju termofili, ali i oni sami se dijele na nekoliko nivoa izdržljivosti. Najekstremniji termofili se najbolje osjećaju na temperaturama iznad 80 stepeni a dobar primjer su bakterije koje stvaraju metan ili recimo sumporno zavisne bakterije. Njihova gornja granica izdržljivosti kreće se oko 110 stepeni Celzijusa. Ima i onih koji se bolje snalaze na niskim temperaturama. Veći dio okenaske vode na planeti jedva da prelazi koji stepen iznad nule a opet je naseljen. Jezero Vostok ispod antarktičkog leda sa temperaturom od -3 je takođe stanište nekih mikroba. Interesantno je da voda ne može da zaledi usled ogromnog pritiska od naslaga leda debljine nekoliko kilometara.

Kada smo kod pritiska, poznato je da čovjeku i vrlo male promjene vazdušnog pritiska smetaju. Ono što mi zovemo normalnim pritiskom je 1 atmosfera ili 1013 milibara. Japanski naučnici su u aprilu ove godine objavili da su u okeanu pronašli puž-ribu na dubini od 8336 m. Pritisak na ovoj dubini je oko 800 atmosfera, dakle osamsto puta veći od onog koji je nama prihvatljiv. Što je još interesantnije, većina ovakvih ekstremofila ne može da živi na nama uobičajenom pritisku, nekima čak i pritisci niži od 400 atmosfera prekidaju rast.

Neprijatelj večini živog svijeta je i povećana radijacija. Još pedesetih godina dvadesetog vijeka je otkrivena bakterija deinokokus radiodurans koja može izdržati i do 5000 puta veće zračenje od onog koje je smrtonosno za ljude. Ova bakterija je u stanju da preživi u pustinjskom pijesku ili u kamenu, a to su uslovi koji imaju potpuno odsustvo vlage i konstantno UV zračenje sa Sunca te onemogućavaju da bilo šta preživi u njima. Deinokokus ima savršen mehanizam popravke sopstvenog DNK kog razara zračenje. Posebni popravljajući enzimi uklanjaju oštećenu DNK strukturu i zamjenjuju fragment originalnom baznom sekvencom. Iz tih razloga je ova bakterija često predmet istraživanja i može otvoriti vrata regenerativne medicine.

Nedostatak kiseonika? Nikakav problem.

Jedni od nama najbitnijih su svakako anaerobni organizmi, odnosno oni kojima kiseonik nije neophodan. Takvi organizmi mogu čak da imaju i negativnu reakciju ili i da uginu u prisustvu kiseonika i veoma su šarenoliki. Danas su naučnici saglasni da su prvi živi organizmi uglavnom ličili na današnje fermentativne bakterije koje transformišu ugljene hidrate i aminokisjeline da bi dobile energiju. Kasnije su ih naslijedile fotosintetske bakterije koje su sposobne da korišćenjem svjetlosne energije formiraju organske materije iz ugljen dioksida. Dalja evolucija je dovela do pojave biljaka koje svjetlosnu energiju pretvaraju u hemijsku i skladište je u formi molekula šećera a onda se uz pomoć hlorofila odvija proces fotosinteze da bi kao nusproizvod biljke izbacile kiseonik. Nisu samo biljke i jednoćelijski organizmi predstavnici ove grupacije. Postoje i neke složenije vrste, kao što su morski crvi, ili nedavno otkrivena vrsta parazita koja živi u lososima kojima nije potreban kiseonik za život.

Još jedna vrsta iz porodice „ne treba mi kiseonik” su sumporne bakterije koje dobijaju energiju od oksidacije sulfida ili elementarnog sumpora u sulfat. Za skoro pa sve ostale vrste, takvo okruženje bi predstavljalo sigurnu smrt. A na početku smo rekli da ta bakterija trpi i temperaturu preko 100 stepeni. Zaista neuništiv životni mehanizam.

Šampioni ekstremnog preživljavanja

Ipak, oblik života koji bi možda najbolje objedinio sve ove otežavajuće okolnosti su tardigradi koji mogu decenijama da žive bez hrane i vode, da prežive temperature od skoro apsolutne nule do znatno iznad tačke ključanja vode, da prežive pritiske od blizu nule do znatno iznad pritiska na dnu okeana i da prežive direktno izlaganje opasnim zračenjima. Opstanak ovih ekstremofila u dalekom dometu testiran je 2011. van spejs šatla u orbiti. Tardigradi su toliko izdržljivi zato što mogu da poprave sopstvenu DNK i smanje sadržaj vode u tijelu na nekoliko procenata.

Oživljavanje zaleđenih vrsta

Da je život na zemlji zaista žilav najbolje dokazuju mikroorganizmi koji mogu da prežive i po nekoliko hiljada ili čak i miliona godina zaleđeni. Japanska ekipa naučnika je upravo takvu vrstu mikroba, staru čak 100 miliona godina našla na dnu južnog Pacifika i posle inkubacije su oživjeli. Nešto opipljivije i konkretnije je sjeme divljeg cvijeta koje je prije 30000 godina završilo u ledu Sibira 20 metara ispod današnje površine u permafrostu. Cvijet koji je rastao tokom poslednjeg ledenog doba, u laboratoriji je krenuo da raste kao da je prošle jeseni sjeme palo na zemlju.

Porastao je i dao više pupoljaka, ali je sporije puštao korijenje od svog modernog srodnika S. stenophilla, koji raste na istom prostoru. Ovo sugeriše da original ima poseban fenotip, prilagođen ekstremnom okruženju ledenog doba. Ali to nije smetalo vrsti da procvjeta i izbaci novo sjeme i da se podigne naredna generacija.

Ipak, najsloženiji organizam koji je oživio posle tako duge hibernacije je rotifer koji je pronađen u sibirskoj oblasti Jakutija u permafrostu starom 24 000 godina. Rotifer je višećelijska mikroskopska životinjica koja živi u slatkim vodama i postoji oko 50 miliona godina. Za razliku od bakterija, ovi organizmi imaju nervni sistem, mozak i ostale organe. Veličine su od četvrtine do pola milimetra, a hrane se bakterijama i algama koje uzimaju kroz usta u obliku točka, te zatim hrana prolazi kroz jednosmjerni probavni trakt. Nakon odmrzavanja, uspješno su počeli da se hrane, razmnožavaju kroz partenogenezu (bespolno razmnožavanje) stvarajući svoje klonove, odnosno genetske duplikate.

Stanje u kojima su ovi rotiferi bili 24 milenijuma se zove kriptobioza. Živa bića ulaze u ovo stanje u ekstremnim uslovima, kao što su niske temperature ili velika suša. Evolucija ih je prosto natjerala da razviju ovu sposobnost jer ova vrsta živi na staništima koja često smrzavaju ili imaju velike suše. Oni zbog toga zaustavljaju svoj metabolizam i akumuliraju određena jedinjenja kao što je protein šaperon koji im, kada se uslovi poboljšaju i izađu iz stanja kriptobioze pomaže da se oporave. Rotiferi takođe imaju mehanizme za popravljanje oštećenja DNK i za zaštitu ćelija od štetnih molekula.

Da li bi ovakvi oblici života mogli uspjeti van Zemlje?

Svakako, kao dominantna i najinteligenija vrsta na planeti, imamo humanocentričan pogled na život i tako posmatramo našu planetu. Međutim, ovdje su prije nas bile a vjerovatno će nas i nadživjeti neke vrste koje se bolje prilagođavaju na ekstremne uslove života. U svjetlu ove činjenice, neka trenutna istraživanja u Sunčevom sitemu kao što su roveri na Marsu, ili buduća, kao što su sonde koje bi probile led na Saturnovim i Jupiterovim satelitima, daće nam odgovor da li su ovako sposobni i otporni oblici života prisustni još negdje ili je Zemlja privilegovana.

Mišljenja i stavovi objavljeni u rubrici "Kolumne" nijesu nužno i stavovi redakcije Portala RTCG.