Forskere har fastlagt den laveste temperatur, hvor det enkle liv kan leve og vokse.
Fotokredit: Anne Froehlich
Undersøgelsen, der blev offentliggjort i PLoS One, afslører, at under -20 ° C dehydratiserer encellede organismer dem og indgår i en forglaset - glaslignende tilstand, hvor de ikke er i stand til at gennemføre deres livscyklus.
Forskerne foreslår, at da organismerne ikke kan reproducere sig under denne temperatur, er -20 ° C den laveste temperaturgrænse for liv på Jorden.
Forskere placerede encellede organismer i et vandigt medium og sænkede temperaturen. Da temperaturen faldt, begyndte mediet at blive til is, og når iskrystallerne voksede, siver vandet inde i organismerne ud for at danne mere is. Dette efterlod cellerne først dehydreret og derefter forglasedes. Når en celle er forglaset, betragter forskere ikke længere den som lever, da den ikke kan reproducere sig, men celler kan bringes tilbage til livet, når temperaturerne stiger igen.Denne forglasningsfase ligner den tilstand, hvor plantefrø træder ind, når de tørrer ud.
'Det interessante ved forglasning er, at en celle generelt vil overleve, hvor den ikke overlever frysning, hvis du fryser internt, dør du. Men hvis du kan foretage en kontrolleret forglasning, kan du overleve, ”siger professor Andrew Clarke fra NERCs British Antarctic Survey, hovedforfatter af undersøgelsen. 'Når en celle er forglaset, kan den fortsætte med at overleve helt ned til utroligt lave temperaturer. Det kan bare ikke gøre meget, før det varmer op. '
Billede via Planet Earth Onlne
Mere komplekse organismer er i stand til at overleve ved lavere temperaturer, fordi de er i stand til at kontrollere mediet, som cellerne sidder i i nogen grad.
'Bakterier, encellede alger og encellede svampe - hvoraf der er en enorm mængde i verden - er fritlevende, fordi de ikke er afhængige af andre organismer,' forklarer Clarke.
‘Alt andet som træer og dyr og insekter har evnen til at kontrollere væsken, der omgiver deres indre celler. I vores tilfælde er det blod og lymfe. I en kompliceret organisme sidder cellerne i et miljø, som organismen kan kontrollere. Fritlevende organismer har ikke dette; hvis der dannes is i miljøet, udsættes de for alle de belastninger, det indebærer. '
Hvis en frit-levende celle afkøles for hurtigt, ville den ikke være i stand til at dehydrere og blødgøre; i stedet fryser den og ville ikke overleve.
Dette går på en eller anden måde i retning af at forklare, hvorfor konservering af mad ved hjælp af dybfrysning fungerer. De fleste køleskabe med frysere fungerer ved en temperatur på næsten -20 ° C. Denne undersøgelse viser, at denne temperatur fungerer, fordi skimmelsvampe og bakterier ikke er i stand til at formere sig og ødelægge mad.
'Vi var virkelig glade for, at vi havde et resultat, der havde en større relevans, da det gav en mekanisme til, hvorfor indenlandske frysere er så succesrige som de er,' siger Clarke.
Forskerne mener, at den temperaturgrænse, de har opdaget, er universel, og under -20 ° C kan enkle former for encellede liv ikke vokse på Jorden. I løbet af undersøgelsen kiggede de på en bred vifte af encellede organismer, der bruger en række forskellige energikilder, fra lys til mineraler, til metabolisering. Hver enkelt type forglases under denne temperatur.
'Når du har en encellet organisme og afkøler den, indtil der dannes is i det ydre medium, så vi i alle tilfælde på dehydreret celler og derefter forglasedes mellem -10 ° C og -25 ° C. Der var ingen undtagelser, ”forklarer Clarke.
Denne undersøgelse blev støttet af finansiering fra NERC, Det Europæiske Forskningsråd og National de la Recherche Agronomique.
Via Planet Earth Online