Twoja wyszukiwarka

RYSZARD BŁĘDOWSKI
ŚMIERĆ I ŻYCIE
Wiedza i Życie nr 8/2001
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 8/2001

Zawieszone między życiem a śmiercią w stanie anabiozy, efemeryczne owady potrafią przetrwać ciężkie czasy.

Przeciwstawienie życia i śmierci jest podstawą najstarszych i najpierwotniejszych pojęć człowieka. Również w dzisiejszych wyobrażeniach przeciwstawienie to znajduje wyraz w nauczaniu o "przyrodzie żywej" i o "przyrodzie martwej". Powszechnie uważa się, że pierwotniejszym stanem materii jest stan nieożywiony, i że życie powstało niegdyś drogą "ewolucji" materii martwej w żywą.

Ciekawe, że usiłowano przede wszystkim określić pojęcie życia - zaś pojęcie śmierci definiowano jako negację życia. Wśród bardzo licznych diagnoz tego zjawiska w ostatnich latach skoncentrowano się głównie na stronie chemicznej, na ruchu cząsteczek, na czynnościach, objętych wspólną nazwą przemiany materii, czyli metabolizmu.

Metabolizm uznano za najgłówniejszą cechę zjawisk życiowych. I jakkolwiek chemia (nawet chemia fizjologiczna) już od dawna znała wpływ temperatur na szybkość wszelkich reakcji chemicznych - to jednak profesor uniwersytetu sofijskiego, Bachmetjew, przygotowując swoje wykłady o ciepłocie różnych zwierząt, nie mógł znaleźć danych dotyczących temperatury tak pospolitych zwierząt jak owady.

Jako fizyk z wykształcenia, Bachmetjew zrozumiał, że brak, na który się natknął, ma swą przyczynę w trudności mierzenia ciepłoty u zwierząt, którym nie można przecież włożyć termometru pod pachę. Od dawna zresztą twierdzono, że owady należą do zwierząt zmiennocieplnych (poikilotermicznych), a więc ciepłota ich ciała równa się ciepłocie otaczającego powietrza.

Ale od czego zmysł badawczy człowieka. Bachmetjew wiedział, że nawet bardzo drobne wahania temperatury, których nigdy nie wykryje termometr rtęciowy, dadzą się mierzyć termometrem elektronicznym.

Za pomocą takiego przyrządu Bachmetjew badał przez wiele miesięcy ciepło ciała najrozmaitszych owadów. O liczbie tych prób niech świadczy fakt, iż ofiarą jego siatki padła - jak sam powiada - przynajmniej połowa motyli latających naówczas w Sofii. Wyniki tych obserwacji były na ogół zgodne ze znanym (szczególnie u roślin) faktem, iż ruch cząsteczek protoplazmy w pewnej temperaturze zanika powoli i wreszcie ustaje przy dalszym zwiększaniu ilości ciepła. Potwierdzeniem tego faktu jest zjawisko bezruchu (niejako snu) owadów podczas silnych upałów.

Po kilku miesiącach badań przyszła kolej na doświadczenia związane z wpływem niskich temperatur, na ogół technicznie trudniejszych do utrzymania i ustalenia. Właśnie przy tych próbach natknął się Bachmetjew na zjawisko nieznane. W kamerze pogrążonej w wannie, którą wypełniono tłuczonym lodem z solą, znajdował się zawisak tawulec (Sphinx ligustri). Badano jego zachowanie się w niskich temperaturach. Gdy zbliżała się ona do 0°C owad już tylko słabo poruszał rożkami. Kiedy temperatura jeszcze spadała motyl popadł w zupełne odrętwienie. Zdawało się, że zmarzł i zmarł. Termometr wskazywał -3°C, -8°C, -9°C. Wtem Bachmetjew ku swemu najwyższemu zdumieniu zauważył nagły skok temperatury wzwyż do 1.7°C! Pierwszą myślą było, iż zepsuty jest przyrząd. Okazało się jednak, że wszystko jest porządku. Kilkakrotne doświadczenia z podobnym wynikiem zmuszały do konkluzji, że owad zamrażany w pewnej chwili produkuje ciepło. Warto przypomnieć, iż podobne zjawisko zauważono przy zamrażaniu różnych płynów, kiedy to w taki sposób ujawnia się tzw. utajone ciepło zamarzania. Stawało się jasne, że ciepło wytwarza się także w ciele żywego zwierzęcia. A więc punkt zamarzania zawisaka tawulca (Spihnx ligustri), określony jako 1.7°C, nie był błędem obserwacyjnym!

Najciekawszym wynikiem tych doświadczeń było stwierdzenie faktu, że owady zamrażane po wyjęciu z aparatu chłodzącego powracały do pełni życia. Nawet gwałtowna różnica temperatur między ciepłem chłodnicy a majowym ciepłem Sofii nie odbierała im zdolności lotu i rozmnażania się.

Było to zjawisko wprowadzające biologów w zdumienie. A więc zwierzę, którego całe życie jest oparte na ruchu cząsteczek i ich stałej wymianie (asymilacja pokarmów, oddychanie, krążenie, wydzielanie), może zachować się przy życiu nawet wówczas, gdy te wszystkie czynności ustaną, gdy w ciele stężałym jak lód staną się one fizycznie niemożliwe, gdy poczwarka rusałki (Vanessa urticae), rzucona na marmur, dźwięczy jak kawałek metalu?

Tak. Życie może trwać nawet wtedy.

Zagadnienia anabiozy nabierają szczególnej doniosłości praktycznej, gdy je zastosujemy do ssaków.

Bachmetjew wykonał wiele doświadczeń nad możliwością anabiozy u nietoperzy. Wybrał te zwierzęta dlatego, iż są one - jak wiadomo - zwierzętami stałocieplnymi. W lecie temperatura ich ciała wynosi 37°C. W zimie jednak ciepło ciała nietoperzy (podczas snu zimowego) spada znacznie, często poniżej +10°C. Doświadczenia, dość trudne zresztą do prowadzenia, wykazały, że zjawiska anabiozy mają pełne zastosowanie również do zwierząt stałocieplnych. Ssaki popadające w sen zimowy (susły, jeże, nietoperze) mają we krwi dużą ilość dwutlenku węgla i acetonu. Badacz francuski, Dubois, zmuszał króliki, które jak wiadomo nie zapadają w sen zimowy i giną przy dużym mrozie, do wdychania dużej ilości dwutlenku węgla mieszanego z tlenem, po czym ochładzał je nawet do -30° bez widocznego uszczerbku dla zdrowia.

Doświadczenia Bachmetjewa wykazały, że nietoperze (Miniopterus Schreibersii), wprowadzone do chłodni o temperaturze -22° dość szybko obniżają ciepłotę swego ciała, tak że po godzinie miały -4°. Ciepło utajone zamarzania jest tu nieznaczne i ujawnia się w temperaturze -2.1°C.

Nietoperz wyjęty z chłodnicy był zupełnie zamarznięty, nie oddychał. Po 6 minutach (od wyjęcia z aparatu) zanotowano 9 oddechów na minutę; po 36 minutach liczba oddechów wzrosła do 212. Nietoperz w klatce żył i latał.

Doświadczenia te wykazały, że choć wszystkie tkanki (i krew) nietoperza w temperaturze -7° znajdują się w zupełnym stężeniu, to jednak kilka minut po wyjęciu z aparatu serce zaczyna bić normalnie. A co ciekawsze, również plemniki w jądrach samca wykazują powrót do normalnej ruchliwości.

Fakty stwierdzone przez Bachmetjewa i jego współpracowników mają obok znaczenia teoretycznego również olbrzymie znaczenie praktyczne. Szczególnie rolnictwo i medycyna zwrócić muszą uwagę na badania anabiozy. Przed wybuchem wojny prof. Mokrzycki podjął na Krymie prace nad zamrażaniem pewnego pasożyta gąsienic niszczących drzewa owocowe. Wylęgłe owady (wzgl. ich jaja), poddane zamrażaniu, przetrzymywał on w aparacie chłodzącym tak długo, aż nie zjawił się szkodnik. Wówczas zamrożone jajeczka ogrzewano, a wylęgłe z nich pasożyty kładły wkrótce kres klęsce gąsienic na drzewach owocowych. Niewątpliwie trudności wprowadzenia w życie metod anabiozy są jeszcze znaczne. Bachmetjew walczył z nimi całe życie. Rzecz ciekawa, że dla prowadzenia swych doświadczeń Bachmetjew znalazł pomoc w Ameryce, w postaci subwencji uniwersytetu bostońskiego, gdyż uniwersytet sofijski odmówił mu poparcia.

Prof. dr RYSZARD BŁĘDOWSKI jest przyrodnikiem, profesorem Wolnej Wszechnicy Polskiej.