Voor het eerst werden de nematoden van slapende meercellige organismen nieuw leven ingeblazen nadat ze duizenden jaren in permafrostafzettingen waren begraven.
Een nogal interessante ontdekking van een team Russische onderzoekers: oude rondwormen (ook wel nematoden genoemd) die ongeveer 42,000 jaar geleden in de Siberische permafrost waren gestold en sindsdien bevroren waren, zijn weer tot leven gekomen. Ze bestonden in het late Pleistoceen, de ijstijd, en zijn sindsdien bevroren. Permafrost is een bodem die gedurende ten minste twee of meer jaar onafgebroken op of onder het vriespunt van water (nul graden Celsius) blijft. Dergelijke permafrost bevindt zich meestal op grote hoogte, zoals in en rond de Arctische en Antarctische gebieden van de planeet. In deze studie werden monsters van permafrost geboord uit de ijskoude grond in de noordoostelijke regio Yakutia – het koudste deel van Rusland. Er waren twee vrouwelijke rondwormen nieuw leven ingeblazen uit een groot blok ijs – dat ongeveer 300 spoelwormen bevatte. Een van de twee wormen zou ongeveer 32,000 jaar oud zijn (op basis van koolstofdatering) en kwam van een grondmonster dat werd genomen uit een eekhoornhol 100 voet onder de grond in de permafrost. De andere, vermoedelijk ongeveer 47,000 jaar oud, werd gevonden ingebed in een gletsjerafzetting op slechts 11, XNUMX meter onder het oppervlak nabij de Alazeya-rivier. Permafrost-sedimenten bevatten een verscheidenheid aan eencellige organismen - zoals verschillende bacteriën, groene algen, gisten, amoeben, mos - die duizenden jaren overleven in cryptobiose. Cryptobiose wordt gedefinieerd als een metabolische toestand die een organisme binnengaat bij het omgaan met vijandige omgevingsomstandigheden zoals uitdroging, bevriezing en zuurstofgebrek. Van deze eencellige organismen is gezien dat ze weer groeien na langdurig natuurlijk 'cryopreservatie'. Cryopreservatie is een proces dat biologische levende organellen, cellen en weefsels kan behouden en in stand houden door ze af te koelen bij extreem lage cryogene temperaturen. Deze procedure behoudt de fijne interne structuur van cellen, wat resulteert in een betere overleving en behoud van functionaliteit.
De studie gepubliceerd in Doklady Biological Sciences toont voor de allereerste keer het vermogen van een meercellig organisme zoals een worm om in een staat van cryptobiose te komen en bevroren te blijven in permafrostafzettingen in het noordpoolgebied. De monsters werden geïsoleerd en bewaard in het laboratorium bij ongeveer -20 graden Celsius. De monsters werden ontdooid (of "ontdooid") en opgewarmd tot ongeveer 20 graden Celsius in petrischalen met verrijkte cultuur om de groei te stimuleren. Na enkele weken werden twee rondwormen wakker uit hun 'langste dutje' en begonnen tekenen van leven te vertonen zoals normale beweging en gingen zelfs op zoek naar een maaltijd. Dit wordt mogelijk geacht vanwege een 'adaptief mechanisme' van deze nematoden. Het paar wormen kan worden genoemd als het oudste levende organisme op aarde, met een gemiddelde leeftijd van 42000 jaar!
De studie toont duidelijk het vermogen aan van meercellige organismen om cryptobiose op lange termijn te overleven onder omstandigheden van natuurlijke cryopreservatie. Een andere unieke factor is dat deze hypothese voor het eerst is bewezen op een tijdschaal van recordlengte, aangezien alle eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat nematoden minstens 25 jaar kunnen overleven in extreme omgevingen zoals vriestemperaturen. Er is een grote kans dat andere meercellige organismen, waaronder de mens, cryogene conservering misschien ook overleven.
Hoewel het nu een gangbare praktijk is om je eieren, of sperma bijvoorbeeld, te 'bevriezen' om kinderen te krijgen, zelfs als je onvruchtbaar wordt. Stamcellen en andere weefsels die zeer nuttig zijn voor het doen van onderzoek, kunnen echter niet door dit proces worden bewaard. Succesvolle cryopreservatie van verschillende biologische monsters zou dus van cruciaal belang zijn voor toekomstige klinische toepassingen of proeven bij mensen. Deze technologie is de afgelopen decennia versterkt door het gebruik van superieure cryoprotectieve middelen (die biologisch weefsel beschermen tegen schade door bevriezing) en een betere temperatuur. Een beter begrip van het invries- en ontdooiproces kan ons begrip van cryopreservatie vergroten. Cryogeen invriezen blijft een controversieel onderwerp en grenst meer aan sciencefiction. Elk gepraat over een organisme dat duizenden jaren 'slaapt' en dan weer tot leven komt, is verbijsterend en surrealistisch. Als we naar dit onderzoek kijken, lijkt het erop dat het een echt en natuurlijk proces kan zijn, in ieder geval voor wormen. Als er geen fysieke schade aan het organisme wordt toegebracht en hun integriteit wordt behouden in een bevroren omgeving, moet ontdooien mogelijk zijn. Ongeveer twee decennia geleden had dezelfde groep onderzoekers sporen getrokken en weer tot leven gebracht uit een eencellige bacterie die begraven was in 250 miljoen jaar oude zoutkristallen, maar het werk is nog steeds aan de gang en vereist meer bewijs. Een dergelijk adaptief mechanisme dat bijvoorbeeld door wormen wordt gebruikt, kan van wetenschappelijk belang zijn voor gebieden van cryomedicine en cryobiologie.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
Shatilovich AV et al 2018. Levensvatbare nematoden uit laat-pleistoceen permafrost van het laagland van de Kolyma-rivier. Doklady Biological Sciences. 480 (1). https://doi.org/10.1134/S0012496618030079
***
