Objev: Brouci jedou na nemrznoucí kapalinu

Každý, kdo někdy zapomněl lahev s vodou či jinou kapalinou v mrazicím boxu dobře ví, že spolu s přechodem na pevný stav voda nabývá na objemu. V tkáních živých organismů může takový nenadálý kus ledu nadělat pěknou paseku. Zcela nový typ protimrznoucích molekul byl nedávno objeven u aljašských potemníků.Každý, kdo někdy zapomněl lahev s vodou či jinou kapalinou v mrazicím boxu dobře ví, že spolu s přechodem na pevný stav voda nabývá na objemu. V tkáních živých organismů může takový nenadálý kus ledu nadělat pěknou paseku. Zcela nový typ protimrznoucích molekul byl nedávno objeven u aljašských potemníků.

Jednou z  nepříjemných vlastností vody je to, že za poměrně běžných atmosférických podmínek mění své skupenství. Z kapaliny, která je velmi dobrým rozpouštědlem a transportním prostředím, se zčista jasna stane pevná látka. Tato přeměna však pro organismy znamená smrtelné ohrožení. Skrze led nelze nic transportovat a život buňky se tak prakticky zastaví. Tím, že změní svůj objem, však led potrhá i buněčnou membránu, a návrat do původního funkčního stavu je prakticky nemožný. Aljašští brouci potemníci si však dokážou vytvořit látku, která zabrání vznikání ledu nejen v prostorech mezi buňkami, ale nejspíš i uvnitř buněk samotných.

Jak bojovat se zimou?

 Udržet si stálou teplotu dokážou jen zástupci vývojově velmi pokročilých skupin obratlovců: ptáci a savci. Zástupcům těchto skupin říkáme homoiotermní, postaru teplokrevní. V mrazivých oblastech za polárními kruhy však běžně žije velká řada druhů, kterým byla tato evoluční inovace odepřena. Jakými prostředky tedy mohou zástupci vývojově starších a hůře vybavených skupin bojovat se smrtelnými mrazy? Příroda je pochopitelně na holičkách nenechala. V jejich krvi či jiných tělních tekutinách totiž kolují látky, které dokážou růst ledových krystalů potlačit. Tyto látky, které se vyskytují v tělech bakterií, hub, rostlin i živočichů, včetně některých skupin obratlovců, se souhrnně nazývají  „protimrznoucí proteiny“ (anti-freeze proteins, AFP). Tyto látky jsou narozdíl od nemrznoucí kapaliny na bázi ethylenglykolu, běžně užívané například v ostřikovačích stěračů, účinné i při poměrně nízkých koncentracích. Termální hystereze, jak fyzikové nazývají snížení bodu tuhnutí kapalin, dosahují molekuly AFP tak, že se naváží na vznikající ledové krystalky a zamezí jejich přirozenému růstu.

Na Aljašce to jde i bez proteinů

 Mladý americký biochemik Kent Walters z university v Notre Dame v americké Indianě, se rozhodl prozkoumat těla zvláštních brouků, žijících v chladném prostředí Aljašky, potemníků druhu Upis ceramboides. Tito brouci jsou známí tím, že dokážou přežít i nečekaně nízké teploty. Zamrzat začínají až při teplotě -28 0C, v laboratorních podmínkách však byli schopní přežít i teploty okolo -60 0C. Při svém výzkumu se Walters přirozeně soustředil na pátrání po nějakém typu protimrznoucího proteinu. Ani po dvou letech usilovné snahy však nebylo jeho pátrání úspěšné. To, co nakonec objevil, však překvapilo nejen jeho, ale i všechny vědce, kteří se obranou organismů proti mrazu zabývají. Látka xylomannan, kterou se mu nakonec podařilo izolovat a purifikovat (vyčistit), totiž neobsahuje prakticky žádnou proteinovou (tedy bílkovinnou) součást. Je tvořena jen cukry pyranózami a mastnými kyselinami. „Výhodou těchto molekul je, že obsahují stejné mastné kyseliny, jaké jsou obsažené ve struktuře buněčné membrány a chrání tak buňky před vytvářením ledu v jejich nitru. Protimrznoucím látkám na bázi proteinů by se něco takového nezdařilo,“ odhaduje skutečný význam této látky Brian Barnes z Institutu arktické biologie na univerzitě v aljašském Fairbanksu, který na projektu spolupracoval. Na potvrzení této hypotézy však budou vědci muset ještě nějaký ten pátek pracovat.

Želvušky – světoví rekordmani v extrémech

V pomyslné soutěži o nejodolnější mnohobuněčný organismus bychom nemuseli dlouho pátrat po vítězi. Jsou jimi jednoznačně drobouncí nevzhlední živočichové s poetickým názvem: želvušky (Tardigrada). Z celého tisíce druhů těchto příbuzných členovců nepřesahuje žádný velikost 1,5 mm, ti nejmenší měří sotva desetinu milimetru. O co menší je jejich velikost, o to více vynikají ve schopnostech překonat ty nejfantastičtější extrémy. Želvušky se dokázaly zotavit i z vystavení teplotám sahajícím od -273o C (tedy téměř k absolutní nule) až po +151o C. Vydrží i dávky radiace až 1 000x převyšující dávky smrtelné pro prakticky všechny ostatní organismy. V roce 2007 pobyla díky misi FOTON-M3 vypuštěné z kazachstánského Bajkonuru skupinka želvušek 10 dnů ve vakuu na oběžné dráze. Po návratu na Zemi nejenže většina přežila, ale vesele se i rozmnožovala. Prostě odolnější tvory aby člověk pohledal!

Rubriky:  Objevy
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

V Poličce objevena tajemná kostra

V Poličce objevena tajemná kostra

Při záchranném archeologickém výzkumu v Poličce archeologové objevili hned...
V Číně probíhá úspěšná těžba plynu z „hořlavého ledu“.

V Číně probíhá úspěšná těžba plynu z...

Zajímavý kousek se podařil čínským inženýrům. Ti vytěžili zemní plyn...
Středověcí lidé neotvírali hroby, aby je vykradli

Středověcí lidé neotvírali...

Do hrobů lidí, kteří zemřeli v průběhu raného středověku, byla často ukládána...
Korea hlásí první nález lidských základových obětí

Korea hlásí první nález lidských...

Dvě kostry pocházející z 5. století byly nedávno objeveny v základech stavby...
V Egyptě objeveno 17 nových mumií

V Egyptě objeveno 17 nových mumií

Archeologové jižně od Káhiry, v provincii Minya, nelezli 17 mumií. Žádná z nich...
V Norsku nalezen poklad z doby bronzové

V Norsku nalezen poklad z doby...

Poblíž města Stjørdal, 44 kilometrů od Trondheimu, amatérští archeologové...
Muž, který také objevil evoluci

Muž, který také objevil evoluci

Když se řekne „evoluce“, každému se ihned vybaví jméno Charlese Darwina....
Lidé mohli Ameriku osídlit mnohem dříve, než se myslelo

Lidé mohli Ameriku osídlit mnohem...

Vědci z Centra amerického paleontologického výzkumu se domnívají, že mají...
Horníci na asteroidech? Mikrobi!

Horníci na asteroidech? Mikrobi!

Výzkum vesmíru není jen čistě vědeckou prací, ale má i své praktické...
Kdo byli lidé z hromadného hrobu v Jičíně?

Kdo byli lidé z hromadného hrobu v...

Na konci roku 2016 archeologové pod jičínskou hvězdárnou objevili hromadný...

Nenechte si ujít další zajímavé články

24letá Veronica Lynn Comptonová: Z horoucí lásky chce zachránit zabijáka!

24letá Veronica Lynn Comptonová: Z...

Sice to nemá v hlavě tak úplně v pořádku, ale...
EGU – HV Laboratory: Nikde jinde to mezi zaměstnanci tak nejiskří!

EGU – HV Laboratory: Nikde...

Nikde jinde v republice není výstižnější mluvit o...
Bavlna, pryskyřice, duroplast a randál: To byl Trabant!

Bavlna, pryskyřice, duroplast a...

Rok 1957 byl pro sovětský blok ve znamení oslav....
Dnes je 27. května: Kata národa zabil náhradník

Dnes je 27. května: Kata národa...

„Hromadné vraždy v protektorátě. Šéf Gestapa vládcem...
Podvodní monstra: Opravdu existují jen v legendách?

Podvodní monstra: Opravdu...

Žijí si v tichém světě pod vodní hladinou a...
VIDEO: Proč je sluneční soustava placatá?

VIDEO: Proč je sluneční soustava...

Země placatá není, naše sluneční soustava však...
Smrtící tornádo v Daulatpuru: 1300 mrtvých a 12 000 zraněných!

Smrtící tornádo v Daulatpuru: 1300...

Smrtící tornádo, které 26. dubna 1989 zasáhne...
Nejdražší věci svého druhu: Po čem touží miliardáři? (2. díl)

Nejdražší věci svého druhu: Po čem...

Pokud byste vyhráli v loterii těžké miliony, co si...
Jantarová komnata: Zničili ji ruští vojáci?

Jantarová komnata: Zničili ji...

V roce 1716 ji Fridrich Vilém I. (1688–1740) daruje...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.