Octomilka severská přežije i při -196 °C. Entomologové v Českých Budějovicích zjišťují, jak to dokáže
Existuje asi 1500 druhů octomilek, jen ty severské se ale díky evoluci naučily přežít i tuhou zimu. Jejich studiu se věnují vědci z Entomologického ústavu Biologického centra Akademie věd v Českých Budějovicích. Zajímá je, jak je možné, že tento druh octomilky dokáže přežít i v kapalném dusíku, tedy při teplotě až minus 196 °C.
„Vytáhnu jednu malou larvu, kterou si dám třeba tady do té pitvací misky, a postupně z ní vytáhnu její tkáně,“ ukazuje mi jeden z pracovních postupů vědec Tomáš Štětina. Dívá se přitom do mikroskopu a v ruce má dvě pinzety. Potom vzorek vhodí do tekutého dusíku, jehož teplota dosahuje až minus 196 °C.
„Teď můžeme tu tkáň použít pro různé účely. Například pokud bychom chtěli vidět, jaké metabolické látky se skrývají uvnitř tkáně, pošleme to na chemickou analýzu a následně zjistíme, co bylo uvnitř,“ dodává vědec, který za svou výzkumnou práci letos dostal Prémii Otto Wichterleho.
S larvami octomilky severské, ale i se samotnými muškami pracuje mladý vědec denně. Mají totiž výjimečné schopnosti.
Superschopnost
„Tahle larva se vyskytuje od nás až na daleký sever, za severní polární kruh, a tím pádem je dobře adaptovaná na dlouhé zimní období, občas i s extrémně nízkými teplotami,“ říká vedoucí laboratoře Vladimír Košťál, který se výzkumu této octomilky věnuje více než dvacet let.
„Zjistili jsme, že dokáže přežít dokonce i za teplotou kapalného dusíku, což je naprosto výjimečná schopnost,“ vysvětluje. Přežít v takové teplotě v plně hydratovaném stavu, tedy s vodou v těle, je v živočišné říši totiž zcela ojedinělé.
3:56
Octomilka už získala šest Nobelových cen. Při výzkumu ji využívají také čeští neurovědci
Číst článek
„Problém nízkých teplot je vždycky ve zmrznutí. Pokud dojde předtím k vysušení, je celá řada druhů drobných živočichů, bezobratlých, kteří v tomto suchém stavu dokážou přežít takto extrémní teploty – třeba nižší než kapalný dusík anebo v otevřeném vesmíru. Ale v hydratovaném stavu je to naprosto výjimečná schopnost,“ zdůrazňuje Vladimír Košťál.
„Je zajímavá z hlediska možného využití ke kryoprezervaci buněk, tkání, možná i celých komplexních organizmů, jako je právě tato larva.“
Klíč k úspěchu je ‚otužování‘
Díky specifickým vlastnostem jde o ideální modelový organismus pro výzkum. „Vykazuje určité zvláštnosti oproti ostatním tropickým druhům drozofil, jako je octomilka muška vinná, která zimu absolutně nedokáže přežít,“ pokračuje vědec.
„Ve srovnání s tímto druhem tedy můžeme zjišťovat, jaké jsou tam rozdíly – jaké jsou pravděpodobné adaptivní mechanizmy, které dávají této mouše tuto až zázračnou schopnost přežít v kapalném dusíku.“
Aby larva v tomto prostředí přežila, musejí ji vědci nejprve na extrémní chlad pomocí postupného prochlazování připravovat. Při optimálních podmínkách tu pak dokáže žít teoreticky až nekonečně dlouho.
„Nejdéle jsme ji tam měli asi 18 měsíců,“ odhaduje Vladimír Košťál, „ale teď jsme žádnou už dlouho nevytáhli, teď to bude už několik let.“
Obden stěhovat, jinak zemře
Tyto vzorky jsou ale uskladněné v místech, kam přístup možný není. Proto alespoň spolu s vedoucím výzkumu nahlížíme do lednice. Vědci tu skladují chovy much na uměle vytvořené dietě. „V lednici jsou 3 °C, čili tady jsou v takovém diapauzním stavu. Je to něco jako hibernace,“ popisuje.
Jakmile se ale takto uskladněné mušky vědci pokusili předat do jiné laboratoře, nastal problém. „Komu jsme to poslali, tomu to zahynulo. Je to trošku citlivější octomilka než jiné druhy, tak máme poměrně štěstí, že se to nikomu nedaří tak pěstovat jako nám,“ těší Vladimíra Košťála.
Bez starostlivé péče by ale byli jen stěží úspěšní i zdejší vědci. „Musíme ji přemisťovat ze zkumavky do zkumavky minimálně dvakrát týdně. Pokud ji tam necháme déle, tak to z nějakých důvodů, kterým nerozumíme, nevydrží a celý chov vymře,“ popisuje výzkumník.
I z tohoto důvodu se na výzkum této mušky zaměřuje jen několik laboratoří na světě. Většinu poznatků, které jsou dnes o octomilce severské známy, objevili právě vědci z Entomologického ústavu Biologického centra Akademie věd v Českých Budějovicích.
