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

U Kolumbie nalezený poklad, jenž nemá obdoby

U Kolumbie nalezený poklad, jenž...

Kolumbijské námořnictvo, hledači pokladů, USA a Velká Británie...
Bierhanzlova mast… Britští vědci vyhlásili válku plešatosti

Bierhanzlova mast… Britští...

Vědci z univerzity v Manchesteru usilovně pracují na léku, který bude schopen...
V depozitáři našli Češi nejstarší rostlinu světa

V depozitáři našli Češi nejstarší...

Vědcům z Národního muzea se podařilo najít nejstarší rostlinu na...
Záchrana pro tuzemské lesy? Vědci už ví, jak zatočit s obávaným kůrovcem

Záchrana pro tuzemské lesy? Vědci už...

Tuzemské lesy stále více decimuje brouk kůrovec, který likviduje stromy...
Unikátní objev v Makedonii

Unikátní objev v Makedonii

Představte si, že si pracujete na svém poli a najednou narazíte na něco...
Olomoučtí vědci na jihovýchodní Moravě objevili a popsali nový typ parkinsonizmu

Olomoučtí vědci na jihovýchodní...

Unikátní objev učinili vědci z Lékařské fakulty Univerzity Palackého v...
Původce černého kašle je mistrem v manipulaci s imunitou. Čeští vědci ukazují proč

Původce černého kašle je mistrem v...

Bakterie způsobující černý kašel, onemocnění dýchací soustavy s potenciálně...
Mlžné komory českých studentů dobývají svět

Mlžné komory českých studentů...

Studenti  ČVUT Ondřej Zbytek a Ondřej Svoboda před dvěma lety spolu s Valerym...
Jak bude vypadat svět “zítra”?

Jak bude vypadat svět...

Odborníci z IBM každoročně přicházejí s technologickou předpovědí nazvanou “5...
Švýcarští vědci znovu rozchodili ochrnuté hlodavce

Švýcarští vědci znovu rozchodili...

Odborníci ze Švýcarského federálního technologického institutu v Lausanne učinili...

Nenechte si ujít další zajímavé články

VIDEO: Nejhorší matky na světě

VIDEO: Nejhorší matky na světě

Většina lidí o své mamince prohlásí, že je ta...
964 obětí hamižného Němce: Svých šest dětí zavraždí a družku drží na řetěze

964 obětí hamižného Němce: Svých šest...

Pouze hrstka sériových vrahů se bestialitou vyrovná „řezníkovi“ od Mosely. Zabíjí bez...
Černí jako tma: Jaká zvířata trpí melanismem?

Černí jako tma: Jaká zvířata...

Dříve si lidé mysleli, že černočerná zvířata přinášejí smrt. Dnes víme, že...
Tajemný Klášter v Melku: Jaký labyrint inspiroval slavného spisovatele?

Tajemný Klášter v Melku: Jaký...

 „Svět tančí tanec smrti po Dunaji lodě plné šílenců odplouvají do míst...
Nesmrtelná Macarena zvedne ze židle i největší pecivály!

Nesmrtelná Macarena zvedne ze židle...

Svého času se bez ní neobejde žádná párty nebo školní diskotéka....
Populární astrofyzik poskytl důkladné vyvrácení absurdního názoru, že Země je plochá

Populární astrofyzik poskytl důkladné...

Ve době družic, meziplanetárních kosmických lodí a vesmírných stanic s...
Umělý jazyk esperanto: Lingvistická perla, která hýbe světem

Umělý jazyk esperanto: Lingvistická...

Mluví jím přes 2 miliony obyvatel po celém světě. Pohledy a dopisy létají...
Český granát: Unikátní i tajemný drahokam

Český granát: Unikátní i tajemný...

Počátek příběhu o českých granátech se začíná odvíjet daleko v minulosti. Jako...
Sezení škodí víc než cigarety a alkohol!

Sezení škodí víc než cigarety a...

Která z běžných denních činností je největším zabijákem? Tak na to si...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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