Hibernacja – klucz do przetrwania życia?

Wczesna Ziemia była niezwykle niegościnnym miejscem. Asteroidy uderzały w jej powierzchnię, wulkany wyrzucały lawę i dwutlenek węgla, a w gęstej, toksycznej atmosferze brakowało tlenu. Jednak pośród tego chaosu pojawiło się życie i jak wskazują naukowcy, hibernacja mogła odgrywać w tym znaczącą rolę.

.Wciąż nie wiadomo w jaki sposób życie powstało i przetrwało, ale nowe badanie przeprowadzone naukowców z Planetary Science Institute, pod kierownictwem Kevin Webster, opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences sugeruje, że chemiczni prekursorzy życia radzili sobie w tak trudnych warunkach poprzez odwracalne zmiany aktywności i ochrony – zjawisko znane jako hibernacja.

Organizmy wykorzystują stan hibernacji, aby zmniejszyć ryzyko śmierci, chroniąc się przed niekorzystnymi warunkami i przywracają swoje funkcje, gdy otoczenie będzie znów sprzyjać ich egzystencji.

„Jeśli jesteś aktywny, ale nie masz pożywienia, ponieważ na przykład rzeka wysycha, umrzesz. Ale jeśli jesteś w stanie wytrzymać te naprawdę suche warunki w stanie hibernacji, możesz powrócić do aktywności, gdy tylko woda znów się pojawi i żyć, aby przekazać swoją informację genetyczną” – mówi Kevin Webster z Planetary Science Institute.

Naukowcy przeanalizowali zapis kopalny i rodzaje organizmów, aby odkryć, że hibernacja była wykorzystywana przez wiele różnych istot żywych w całej historii Ziemi, w tym także dzisiaj.

„Zmniejszając śmiertelność w nieoptymalnych warunkach, stan hibernacji zmniejszyłby prawdopodobieństwo lokalnego i globalnego wyginięcia. Co więcej, tworzy on coś w rodzaju banku nasion uśpionych osobników, co oznaczałoby, że życie nie musiało być wielokrotnie wznawiane podczas burzliwej młodości Ziemi” – podkreślają badacze.

Jak twierdzą naukowcy hibernacja nie tylko uczyniła życie bardziej odpornym, ale także sprawiła to, że nawet przed powstaniem życia jego chemiczne prekursory prawdopodobnie wykazywały cechy spowolnienia swoich cech życiowych, w tym zdolność do istnienia w różnych stanach aktywności, przełączania się między nimi i doświadczania pewnego stopnia ochrony przed rozpadem w stanie hibernacji.

Niektóre cząsteczki, poprzez różne procesy, mogą przełączać się między stanem uśpienia (podczas którego są chronione, ale niezdolne do replikacji) a stanem aktywnym (podczas którego są bardziej wrażliwe na środowisko, i zdolne do replikacji). Przełączanie między tymi stanami może następować w połączeniu ze zmianami w środowisku, takimi jak temperatura lub dostępność innych cząsteczek.

Na przykład DNA – cząsteczka zawierająca informacje genetyczne – składa się z dwóch skręconych ze sobą nici, które mogą reagować na zmiany temperatury. Wysokie mogą spowodować rozdzielenie się splotów, podczas gdy niższe mogą wpływać na spontaniczną rekombinację oddzielonych nici. DNA może również owijać się wokół białek zwanych histonami, aby bezpiecznie zablokować swój kod genetyczny, a następnie odwijać się, gdy istnieją warunki sprzyjające replikacji.

„Postawiliśmy tezę, że cząsteczki te mogą robić te rzeczy w warunkach biologicznych i że na młodej Ziemi mogłyby występować niektóre z tych zachowań przed powstaniem życia” zaznacza Webster.

Zdaniem badaczy, hibernacja prawdopodobnie wpłynęło również na sposób, w jaki życie rozprzestrzeniło się po planecie. Na przykład, jeśli po raz pierwszy rozkwitło w odizolowanym śródlądowym gorącym źródle, hibernacja mogła pomóc mu rozproszyć się poza pierwotną oazę. Jeśli rozwinęło się w oceanie obejmującym całą kulę ziemską, spowolnienie procesów życiowych mogło nie odegrać tak kluczowej roli.

.Zrozumienie, w jaki sposób życie powstało, rozprzestrzeniło się i przetrwało na Ziemi, może również pomóc odkryć astronomom, czy mogło rozwinąć się w innych miejscach we Wszechświecie.

Oprac. EG