Яна Пчелинцева

приобретенные признаки наследуются

В конце 2012 года в ТГУ пришло официальное подтверждение научного открытия. Соответствующий диплом получил старший научный сотрудник лаборатории экологической инженерии и биотехнологии НИИ биологии и биофизики Владимир Калюжин. О сути своей научной работы, которая посвящена механизмам адаптации живых организмов к изменяющимся условиям окружающей среды, он рассказал «ТН».

В работе рассматривалось поведение дрожжевых микроорганизмов при различных условиях обитания, – говорит Калюжин. – Но главный акцент сделан на адаптации к температурному фактору. Эта проблема сейчас очень актуальна в связи с глобальным потеплением: смогут ли живые организмы так же успешно существовать и размножаться в условиях изменения температуры атмосферы? Наши опыты доказали, что микроорганизмы способны выдержать процесс глобального повышения температуры.

Ответ – внутри клетки

– Для основной массы живых существ на Земле температурный фактор, динамика изменения температуры в течение суток являются очень важными показателями. Температурный оптимум у дрожжей составляет 30–33 °C. При таких условиях скорость размножения микроорганизмов максимальна. Ниже30 °Cнаходятся субоптимальные температуры, выше33 °C– супероптимальные. И те и другие плохо сказываются на жизнедеятельности дрожжей.

Однако как-то раз, будучи в Казахстане, я заметил, что дрожжи прекрасно размножались на опавших листьях и плодах даже тогда, когда температура воздуха достигала 40–42 °C. Для них это запредельно. Как микроорганизмы выдерживают такую жару? Предметом моего открытия и является свойство, выработанное дрожжами в таких условиях, – терморезистентность. Дрожжи в течение дня размножаются при субоптимальной и оптимальной температурах, потом температура растет, но микроорганизмы не замечают этого перехода и продолжают плодиться как бы по инерции. Почему?

Смена поколений у дрожжей в оптимальных условиях (30–33 °С) происходит быстро – за 2,1–2,3 часа. При повышении или понижении температуры скорость размножения снижается. Однако дрожжи продолжают размножаться и до40 °Cпри плавном повышении температуры в стационарном режиме и даже до45 °C, если температура поднимается скачкообразно.

Внутриклеточные процессы, связанные с терморезистентностью, запускаются при пороговой температуре37 °C. Чем обеспечивается это свойство? Если коротко, то определяющим моментом здесь является механизм выработки АТФ – аденозинтрифосфорной кислоты, чья роль в живом организме связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических реакций. Синтез АТФ протекает посредством хемиосмотической, биоэнергетической системы (системы Митчела). Когда мы блокировали процесс выработки АТФ ингибиторами, блокировалась и терморезистентность. А когда ингибитор (вещество, замедляющее или предотвращающее течение химической реакции) убирали, исследуемое нами свойство восстанавливалось. Этот механизм действует во всех живых существах, он давно открыт учеными. Но его влияние на устойчивость организма к температурным перепадам доказано только сейчас.

Генетическая память

Если смотреть шире, в мировоззренческом ключе, то нами доказана очень важная вещь – наследование приобретенных признаков и генетическая память. Классическая генетика убеждена, что приобретенные признаки не могут передаваться потомкам, и сегодня у ученых нет единого мнения по этому вопросу. Еще недавно эта тема была, что называется, из области фантастики. Мы же своими экспериментами доказали, что такое наследование существует: даже находясь при субоптимальной и оптимальной температурах, «родители» передают свойство терморезистентности потомкам последовательно на протяжении четырех-пяти поколений.

Настоящее научное открытие призвано менять мировоззрение людей. Конечно, это произойдет не сразу, не сегодня и, может, даже не в ближайшие годы. Люди с трудом отказываются от прежних взглядов. Однако поскольку биохимический механизм, с которым мы связали свойство терморезистентности, работает у всех видов, то, видимо, нашу теорию можно распространить каким-то образом и на другие живые существа.

 Исследования проводились с помощью уникальной установки – турбидостата. Более трех лет пришлось настраивать аппарат и отрабатывать методику, чтобы система стала давать стабильный результат. Аппарат позволяет осуществлять автоселекцию микроорганизмов с конкретно заданными свойствами.