Одноклеточные археи и южноафриканские долгоносики могут переносить невероятно высокую температуру
Некоторые долгоносики в Южной Африке обитают в финбосе — сухой, заросшей кустарником местности, подверженной лесным пожарам, — и могут переносить палящие температуры.
Пабло Уртадо де Мендоса
В конце своей жизни феникс с блеском исчезает. С громким криком алая птица вспыхивает пламенем. Затем из кучки пепла выглядывает крошечная головка птенца. Феникс сгорел, но возродился заново. Эта история является общей для древнегреческой и египетской мифологии. А упоминания о фениксе встречаются в современной литературе, от Гарри Поттера до аниме-сериала One Piece.
Настоящие фениксы нигде не прячутся. Но наука показала, что некоторые живые существа могут переносить довольно большое количество тепла. И, подобно фениксу, некоторые даже рождаются из пепла.
Некоторые одноклеточные формы жизни, известные как гипертермофилы, любят жару. Эти микробы обитают в таких местах, как горячие источники и глубоководные источники. Некоторые из них являются бактериями. Но самые выносливые и горячие из всех — представители архей, одной из трех областей жизни.
Не все археи любят жару, но те, которых изучал Роберт Келли, микробиолог из Университета штата Северная Каролина в Роли, любят. Верхний предел выносливости этих клеток — 120 градусов по Цельсию (250 градусов по Фаренгейту), что значительно выше температуры кипения воды. Келли говорит, что если вы зайдете в горячие источники, где они обитают, “ваша кожа просто отвалится от костей”. Он объясняет, что при таких высоких температурах мясо, в том числе человеческие мышцы, начинает готовиться. Белки распадаются.
Но археи разработали молекулярные хитрости, которые позволяют белкам оставаться стабильными в таких условиях. Келли и его коллеги обнаружили тысячи крошечных связей между молекулами, которые помогают клеткам архей держаться вместе при повышении температуры.
“У природы есть много очень тонких способов стабилизировать белок”, — говорит он.
Природа также обеспечивает теплозащиту животным, размеры которых намного превышают размеры одной клетки.
В Южной Африке жуки—долгоносики обитают в финбосе — сухой, заросшей кустарником местности, подверженной лесным пожарам. Несколько лет назад энтомолог Марион Джавал (Marion Javal) отправилась туда в поход со своими друзьями. Когда они пересекали недавно выгоревшую территорию, на нее снизошло вдохновение.
“Мы увидели стайку крошечных долгоносиков, которые ходили по земле. Но это очень-очень маленькие насекомые, которые на самом деле не способны летать”, — говорит Джавал из Института исследований в области развития в Монпелье, Франция. “Мы начали задаваться вопросом, как и почему они здесь оказались”.
Долгоносики, способные летать, могли бы избежать ожогов. Но те, кто не может летать, застревают, говорит Джавал. Насекомые эктотермичны — их тела имеют ту же температуру, что и воздух вокруг них. Когда воздух нагревается во время лесного пожара, они тоже нагреваются. Так как же нелетающие насекомые выживают при пожаре?
Джавал и ее коллеги собрали долгоносиков в этом районе и проверили, сколько тепла они могут выдержать. Один вид, Ocladius costiger, мог выживать при температуре до 52,6° C (126,7° F). Другой вид, Cryptolarynx variabilis, обитал при температуре до 53,4 ° C (128,1 ° F), о чем исследователи сообщили в 2022 году в журнале «Экологическая энтомология«.
“Было совершенно неожиданно попытаться найти такую высокую температуру для этих крошечных долгоносиков, которую мы наблюдали в ходе исследования”, — говорит Джавал.
Как и у архей, у этих жуков могут быть некоторые молекулярные приспособления в клетках, которые помогают им выживать, — отмечает она. Или, возможно, жуки зарываются в почву, спасаясь от огня.
Другие виды долгоносиков находят убежище в другой форме жизни, которая может противостоять ожогам, отмечает Джаваль. Эти жуки откладывают яйца внутри растений с жесткой древесной оболочкой, которые служат естественной защитой от огня. Когда лесные пожары утихают, из яиц долгоносика вылупляются яйца — как птица Феникс из пепла.