Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета и Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН обнаружили в вечной мерзлоте Арктики ранее неизвестные виды амеб и сумели «оживить» их. Исследователям впервые в мире удалось показать, что эти организмы могут храниться в промерзшей почве многие десятки тысяч лет, не теряя способности после оттаивания «оживать» и встраиваться в современное микробное сообщество.

Выжить спустя 60 тысяч лет Ученые СПбГУ под руководством доцента Алексея Смирнова совместно со старшим научным сотрудником лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (ИФХиБПП) Любовью Шмаковой изучили амеб, выделенных из образцов вечной мерзлоты различного возраста, происхождения и температурного режима. Всего из отложений, взятых на полуостровах Гыдан и Быковский, а также на Яно-Индигирской и Колымской низменностях, исследователям удалось выделить 26 штаммов жизнеспособных амеб. В ходе работы, которая проводилась в 2012–2016 годах на базе лабораторий Университета, ресурсных центров «Культивирование микроорганизмов» и «Развитие молекулярных и клеточных технологий» Научного парка СПбГУ и в лаборатории криологии почв ИФХиБПП РАН (город Пущино, Московская область), ученые описали новые виды амеб рода Flamella.

Из тех же образцов Любовью Шмаковой были выделены жизнеспособные организмы родов Acanthamoeba, Acramoeba, и Phalansterium, представители амебоидных протистов класса Heterolobosea, а также 8 новых видов амеб, которых пока даже невозможно с уверенностью классифицировать. Возраст организмов составляет 30–60 тысяч лет. Цисты расскажут об эволюции

В неблагоприятных условиях на поверхности клеток амеб образуется плотная многослойная оболочка. Таким образом, организм переходит в покоящееся состояние, образуя так называемую «цисту», в которой приостанавливаются все жизненные процессы. Циста может сохраняться годы и даже десятилетия, не утрачивая жизнеспособности. Но никто не предполагал, что и десятки тысяч лет при минусовых температурах — тоже не предел для цист амеб.

«Именно эта удивительная устойчивость делает амеб из многолетнемерзлых отложений Арктики крайне перспективной моделью для изучения, — отметил доцент СПбГУ Алексей Смирнов. — Выделенные из мерзлоты простейшие — это своеобразный "фотоснимок" эволюции, остановленной во времени. Если нам удастся найти их прямых потомков в современной фауне тех же регионов, мы впервые сможем понять, насколько изменились гены этих организмов за 60 тысяч лет эволюции и, возможно, откалибровать "молекулярные часы" — метод, основанный на оценке скорости изменения генов живых существ и позволяющий нам датировать важнейшие эволюционные события».

Слои вечной мерзлоты в природе достаточно часто скалываются на обрывах, берегах рек и морей и оттаивают. Таким образом, погребенные в нем организмы получают шанс «ожить» и попытаться встроиться в современное микробное сообщество. Как они поведут себя в нем — ученым неизвестно. Это совершенно новое поле для исследований.

Полученные результаты, подчеркнула директор ресурсного центра СПбГУ «Культивирование микроорганизмов» Людмила Чистякова, обращают внимание специалистов на такой перспективный метод, как криохранение. Проведенное исследование подтвердило, что именно этот путь сохранения коллекций культур одноклеточных организмов является гораздо более экономичным и технологически удобным, нежели постоянное поддержание культур в живом, активном состоянии.

Амебы на орбите

Так как цисты амеб, выделенных из многолетнемерзлых отложений, показали уникальную жизнеспособность, они были выбраны для участия в космическом эксперименте «Экзобиофрост». Исследование проводилось при участии ИФХиБПП РАН на спутнике «Бион-М1» в 2013 году. Цисты амеб рода Acanthamoeba, выделенные из многолетнемерзлых пород возраста 34 000 лет, повергались воздействию открытого космоса в течение месяца.

«Послеполетные исследования показали, что 90 % организмов оказались живыми, способными к выходу из цисты, а также к дальнейшему размножению, — говорит старший научный сотрудник ИФХиБПП РАН Любовь Шмакова. — Эти результаты, в частности, снова поднимают вопрос о стерилизации космических аппаратов, запускаемых к другим планетам, чтобы ненароком не принять занесенные земные организмы за инопланетную жизнь».