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!

Autor: Michal Andrle

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

Související články

„Fujtajblík“ již nebude kráčet po mořském dně

„Fujtajblík“ již nebude kráčet po...

Na dně moří a oceánů žijí skutečně prazvláštní tvorové, řadí se mezi ně...
Léto roku 2020 bylo pro severní polokouli nejteplejší od počátku měření

Léto roku 2020 bylo pro severní...

Zatímco v našich končinách vládlo celkem příjemné léto bez šílených...
Pacientům s těžkou plicní nemocí už nikdo léčbu nevysadí

Pacientům s těžkou plicní nemocí už...

Desítky pacientů s idiopatickou plicní fibrózou (IPF) se dočkaly...
Budou uděleny Mimořádné Ceny Neuron

Budou uděleny Mimořádné Ceny Neuron

Současná situace a zkušenost s celosvětovou pandemií nového koronaviru nám znovu...
Fotbalová hvězda stane v čele projektu zaměřeného na zrakově postižené

Fotbalová hvězda stane v čele projektu...

Společnost OrCam Technologies, lídr na poli inovací založených na využití...
Srdeční procházkové trasy – pohybem k lepší kondici

Srdeční procházkové trasy – pohybem...

Kardiovaskulární choroby patří mezi onemocnění, u kterých je spolupráce pacienta a lékaře...
Byl megalodon skutečně mega?

Byl megalodon skutečně mega?

Obří megalodon (Carcharocles megalodon) je živočich, který svou velikostí...
Umělá inteligence z Česka pomáhá chytat zločince po celém světě

Umělá inteligence z Česka pomáhá...

Terorista, jenž se chystá nastoupit do letadla, vězeň, který se pod záminkou...
Fishsurfing používá 200 tisíc uživatelů

Fishsurfing používá 200 tisíc...

Galerie fotografií a videí rybářských úlovků, největší databáze soukromých revírů v...
Když byla Země ještě plochá…

Když byla Země ještě plochá…

Odvolávání se na zdravý selský rozum je v poslední době vysoce módní...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Zvonařka Alžběta z Volfenburku zvládla i mužské řemeslo

Zvonařka Alžběta z Volfenburku...

Muž poklepe na nedávno odlitý zvon. Uznale pokývne hlavou. Je si jist, že...
Fishsurfing používá 200 tisíc uživatelů

Fishsurfing používá 200 tisíc...

Galerie fotografií a videí rybářských úlovků, největší databáze soukromých revírů v...
Barrandovské terasy: V Trilobit baru si dávaly dostaveníčka hvězdy stříbrného plátna

Barrandovské terasy: V Trilobit baru si...

Podnikatel Václav M. Havel (1897–1979) se inspiruje sanfranciským...
Budou uděleny Mimořádné Ceny Neuron

Budou uděleny Mimořádné Ceny Neuron

Současná situace a zkušenost s celosvětovou pandemií nového koronaviru nám znovu...
Proč majitel slavného smíchovského lokálu spáchal sebevraždu?

Proč majitel slavného smíchovského...

Starosta Košíř Matěj Hlaváček (1852–1897) se v roce 1895 rozhodne koupit...
Umělá inteligence z Česka pomáhá chytat zločince po celém světě

Umělá inteligence z Česka pomáhá...

Terorista, jenž se chystá nastoupit do letadla, vězeň, který se pod záminkou...
Byly oceněny české vědkyně

Byly oceněny české vědkyně

„Pandemický“ ročník soutěže L´Oréal UNESCO Pro ženy ve vědě, Česká republika –...
Restaurace Rudolfov: Slavný Čapkův se zrodil v mansardě hospody

Restaurace Rudolfov: Slavný...

 V roce 1864 se na okraji Jindřichova hradce rodí restaurace podle plánů...
Fotbalová hvězda stane v čele projektu zaměřeného na zrakově postižené

Fotbalová hvězda stane v čele projektu...

Společnost OrCam Technologies, lídr na poli inovací založených na využití...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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