Амеба из вулканических источников смогла выжить при температуре 63 °C

Фото из открытых источников

Сложные формы жизни могут быть довольно привередливы в отношении температуры. Недавно обнаруженная амеба, обитающая в раскаленном до 63 °C геотермальном источнике в национальном парке Лассен-Вулканик в Калифорнии, преодолела верхний температурный предел для эукариотической жизни. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Cell.

Ученые назвали его Incendiamoeba cascadensis: огненная амеба Каскадных гор. Это был один из нескольких организмов, собранных из геотермальных источников национального парка. Но в отличие от некоторых своих соседей, эта амеба продолжала сохранять свою жизнеспособность даже при предыдущем рекорде роста амеб (57 °C) в лабораторных условиях.

Поэтому биолог из Сиракузского университета Анджела Оливерио и ее коллеги продолжали нагнетать обстановку. 

Способность создавать и поддерживать все белки, из которых состоит живой организм, строго регулируется температурой. Слишком низкая температура приводит к остановке механизмов жизни. Слишком высокая температура приводит к разрушению исходных материалов.

Диапазон температурной устойчивости различается у разных существ, но некоторые лучше приспособлены к выживанию в экстремальных условиях.

До сих пор ученые считали, что максимальная температура, которую могут выдержать эукариоты, составляет 60 °C. Эукариоты — это сложные организмы с различными органеллами внутри клеток. Это биологическая группа, включающая царства животных, растений, грибов и протистов.

Их более простые, древние аналоги, прокариоты, относятся к царствам бактерий и архей. Археон Methanopyrus kandleri, простой микроорганизм, обитающий вокруг гидротермальных источников в глубинах океана, носит титул самого горячего организма из когда-либо зарегистрированных, выдерживая температуру 122 °C.

«Но среди эукариот I.cascadensis расширяет границы того, что мы считали возможным, что невероятно захватывающе», — говорит Оливерио. «Возможно, существует больше эукариот, способных выживать при еще более высоких температурах, чем нам известно».

При температуре 63 °C амеба все еще была способна к митозу, при котором клетки размножаются бесполым путем. При более высоких температурах амеба не могла продолжать расти, но ученые обнаружили, что у нее есть дополнительные стратегии выживания, которые она может использовать в своей аморфной форме. С повышением температуры клеточный механизм, используемый амёбой для защиты белков, восстановления ДНК и перемещения веществ через мембраны, пришёл в неистовое состояние.

Некоторые теплолюбивые бактерии и археи укрепляют свои белки дополнительной защитой в виде положительно заряженных аминокислот. Та же стратегия наблюдалась у I. cascadensis, что, возможно, помогает ей справляться с температурным стрессом.

«Несмотря на столь существенные различия между этими организмами, наблюдается сходство в том, как отбираются свойства белков для обеспечения стабильности при высоких температурах», — говорит соавтор исследования Берил Раппапорт из лаборатории Оливерио в Сиракузском университете.

При температуре выше 64 °C амеба принимала цистообразную форму, сжимая свое одноклеточное тело в округлую форму. Известно, что амебы используют эту стратегию для перехода в состояние покоя, когда ситуация становится сложной.

Его кистоподобное тело также демонстрировало быстро движущиеся, похожие на волоски структуры, которые, по мнению ученых, могут быть задействованы в восприятии температуры.

Даже после воздействия температуры 70 °C, амеба, вернувшись к 60 °C, смогла возобновить нормальный рост. Но, похоже, даже у I. cascadensis есть свои пределы: после воздействия температуры 80 °C она не смогла восстановиться.

В мире, где в ближайшие десятилетия температура будет только повышаться, приятно осознавать, что некоторые формы жизни на Земле уже хорошо приспособлены к этому.