Анабіоз (від лат. anabiosis - «пожвавлення») - стан живого організму, при якому життєві процеси (обмін речовин та ін.) настільки уповільнені, що відсутні всі видимі прояви життя.
Принаймні таке визначення цього терміну дає Біологічний енциклопедичний словник.
Анабіоз - широко поширене явище в тваринному світі. Наприклад, у комах при негативних температурах сильно сповільнюється або практично зупиняється весь їх розвиток. В заціпеніння можуть занурюватися кажани, гризуни, деякі птахи, плазуни, амфібії.
Вперше ж ще в 1705 році на феномен анабіозу звернув увагу голландський винахідник мікроскопа Антоні ван Левенгук. А сталося це після того, як він взяв сухий пісок, зволожив його і помістив під окуляр мікроскопа. На подив Левенгука, нерухомі істоти почали рухатися. Це були мікроскопічні хробаки - коловратки.
У 1743 році англійський природознавець Джон Тербервілл Нідхем спостерігав аналогічне явище у пшеничної нематоди Tylenchus Tritici. Личинки цього хробака могли зберігатися не менше двох років у висушених зернах пшениці. Опинившись разом із зернами в ґрунті, личинки нематод «оживали».
У 1777 році італійський вчений Ладзаро не тільки підтвердив досліди Левенгука над коловратками, але і відкрив тихоходок - мікроскопічних істот, що мешкають у мхах і лишайниках. Виявилося, що і тихоходки, як і коловратки, переносять тривале висушування і оживають після їх зволоження.
З часом з'явилося кілька точок зору на фактори, що дозволяють організмам переносити тривале висушування. Так, Левенгук припускав, що коловратки захищені від висихання щільною оболонкою, що утримує вологу. У свою чергу, Т.Нидхем вважав, що висохлі коловратки зберігають життя без води і кисню завдяки якимось особливостям їх організму.
Минали десятиліття, але інтерес до «феномену воскресіння» тварин і рослин не слабшав, а, навпаки, привертав все більшу увагу. Зрештою, 1873 року німецький вчений Вільгельм Преєр запропонував називати це дивовижне явище анабіозом.
Численні дослідження анабіозу у тварин провів російський вчений П.І. Бахметьєв. Він вивчав вплив низьких температур на фізіологію комах і ссавців, зокрема на кажанів.
Так, він встановив, що температура тіла метелика, поміщеного в холодильну камеру, спочатку повільно знижувалася до - 10 ° С, потім швидко піднімалася до -1,5 ° С, а потім знову падала до -10 ° С. Це загадкове явище П.І. Бахметьєв назвав температурним стрибком.
Давно відомо, що речовини можуть перебувати в одному з трьох агрегатних станів: твердому, рідкому і газоподібному. При цьому твердий стан підрозділюється на кристалічний і аморфний. І коли деякі речовини переходять з рідкого стану в тверде, їхні молекули теж утворюють кристали.
Так, в 1938 році американський вчений Б. Лайєт встановив, що замерзаючі організми гинуть в результаті того, що в їх тілах з'являються кристали льоду, що призводять до руйнування мембран і цитоплазми клітин.
Звичайно, анабіоз - це відповідна реакція організму на певні умови зовнішнього середовища: зокрема, на зниження або підвищення температури. Справа в тому, що одні тварини до таких небезпечних для їхнього життя обставин запасають їжу, інші - мігрують у більш сприятливі і кормні місця. А треті - запасів не роблять, залишаються на місці, але зате можуть занурюватися в особливий стан, при якому значно знижується активність метаболічних процесів в організмі, що призводить до падіння температури, серцевого ритму, частоти дихання тощо.
У зимову сплячку (гібернація) занурюються багато видів молюсків, ракоподібних, павуків і комах, а також риб, земноводних, плазунів, птахів і ссавців.
Перед зануренням у сплячку в організмі тварини відбуваються складні фізіологічні зміни. Так, напередодні анабіозу в порожнинах тіла, під шкірою, вздовж кишок, у грудях накопичується жир. Причому запаси ці досить значні. Наприклад, перед сплячкою вага сусликів збільшується в три рази в порівнянні з весняно-літнім сезоном. А в одному з досліджень було показано, що у бабака в червні вага підшкірного і внутрішнього жиру дорівнювала всього 10 - 15 г, а в серпні - 750 - 800. Значні жирові накопичення роблять соні, їжаки, бурі ведмеді, кажани.
Цікаві явища під час зимової сплячки відбуваються в організмі чорного ведмедя барібалу. Так, протягом 3 - 5-місячного сну він щодня витрачає близько 4000 калорій, при цьому не споживаючи ні їжі, ні води і не видаляючи з організму продуктів метаболізму.
Цей феномен досліджували американські вчені. Виявилося, що ці особливості організму ведмедів обумовлені присутністю особливого гормону, що ще восени надходить в тканини його організму з гіпоталамусу.
Однак це дослідження не дало відповіді на дуже важливе питання: що перешкоджає накопиченню в організмі барібалу отруйних продуктів метаболізму, які у пильного ведмедя виділяються з тіла з сечею? Крім того, було встановлено, що коли температура тіла у ведмедя значно знижується, його починає бити тремтіння. І триває це від двох днів до тижня - поки температура не прийде в норму.
Однак найбільше здивувало дослідників ведмеже серце. Справа в тому, що, коли під час зимової сплячки ведмідь робить глибокий вдих і видих, його серце протягом 10 - 20 з зовсім не б'ється. З чим це пов'язано, вчені теж поки відповісти не можуть...
Вченим давно відомо, що всі звірі - від ведмедя до суслика, - впадають в зимову сплячку, регулярно ворочаються в своїх норах, пробуджуючись від глибокого сну. Адже під час цих рухів спалюється величезна кількість так необхідної тварині енергії.
У зв'язку з цим явищем у дослідників з'явився особливий інтерес до сусликів, зокрема до каліфорнійських, які тижнями валяються з температурою тіла 5 ° С, і цілих півроку їх серце стукає з періодичністю всього два удари в хвилину.
Однак раз на тиждень, як по команді, вони прокидаються. І звичайно ж, в цей час температура їх тіла збільшується. Причому до цілих 37 ° С! Якщо підрахувати, то виявиться, що на ці пробудження тварина витрачає близько 80% запасеної енергії. Безумовно, це жахливе марнотратство. До чого воно?
Щоб відповісти на це питання, американські біологи провели спостереження над цими звірячками, взявши в якості піддослідних екземплярів 31 суслика, кожному з яких прикріпили мініатюрні температурні датчики. Коли змучені тварини впали в зимову сплячку, їм ввели один з вуглеводів, який підвищує температуру тіла у бадьорих звірків. Але це ніяк на сплячих сусликів не подіяло. Однак, коли вони почали прокидатися, температура їх тіла тут же підвищилася, немов їм ввели ін'єкцію напередодні.
У зв'язку з цими результатами напрошувався єдиний висновок: коли тварина спить, її імунна система повністю відключається і не реагує на подразники.
Але така ситуація загрожує для суслика серйозними наслідками: в його організмі під час сну можуть з'явитися хвороботворні паразити. Тому, щоб уникнути цього, суслик прокидається і «включає» свій імунітет. Втім, може, у тварин для цих регулярних «спонук» є й інші причини?