Buat pertama kalinya nematod organisma multisel yang tidak aktif dihidupkan semula selepas tertimbus dalam deposit permafrost selama beribu-ribu tahun.
Dalam penemuan yang agak menarik yang dibuat oleh pasukan Rusia penyelidik, purba cacing gelang (juga dipanggil nematod) yang telah menjadi pepejal di permafrost Siberia kira-kira 42,000 tahun yang lalu dan dibekukan sejak itu telah hidup semula. Mereka wujud pada zaman Pleistosen lewat - Zaman Ais dan telah dibekukan sejak itu. Permafrost ialah tanah yang kekal pada atau di bawah takat beku air (sifar darjah Celsius) secara berterusan selama sekurang-kurangnya dua tahun atau lebih. Permafrost sedemikian kebanyakannya terletak di altitud tinggi seperti di dalam dan sekitar kawasan Artik dan Antartika di planet. Dalam kajian ini, sampel dalam permafrost telah digerudi dari tanah sejuk di wilayah timur laut yang dipanggil Yakutia - bahagian paling sejuk di Rusia. Dua cacing gelang betina adalah dihidupkan semula daripada bongkah ais yang besar - yang mengandungi kira-kira 300 cacing gelang. Salah satu daripada dua cacing itu dipercayai berumur sekitar 32,000 tahun (berdasarkan pentarikhan karbon) dan berasal daripada sampel tanah yang diambil dari lubang tupai 100 kaki di bawah tanah di permafrost. Seorang lagi, dipercayai berusia sekitar 47,000 tahun, ditemui tertanam dalam deposit glasier hanya 11 kaki di bawah permukaan berhampiran Sungai Alazeya. Sedimen permafrost mengandungi pelbagai organisma uniselular - seperti beberapa bakteria, alga hijau, yis, amuba, lumut – yang bertahan selama beribu-ribu tahun dalam cryptobiosis. Kriptobiosis ditakrifkan sebagai keadaan metabolik yang dimasuki oleh organisma apabila menghadapi keadaan persekitaran yang bermusuhan seperti dehidrasi, pembekuan, dan kekurangan oksigen. Organisma unisel ini telah dilihat tumbuh semula selepas 'semulajadi jangka panjang'cryopreservation'. Cryopreservation ialah satu proses yang boleh memelihara dan mengekalkan organel, sel dan tisu hidup biologi dengan menyejukkannya pada suhu kriogenik yang sangat rendah. Prosedur ini mengekalkan struktur dalaman sel yang halus sekali gus menghasilkan kemandirian yang lebih baik dan fungsi yang dikekalkan.
Kajian yang diterbitkan di Doklady Biologi Sains menunjukkan buat pertama kalinya, keupayaan organisma multiselular seperti cacing untuk memasuki keadaan cryptobiosis dan kekal beku dalam mendapan permafrost di Artik. Sampel telah diasingkan dan disimpan di makmal pada suhu sekitar -20 darjah Celsius. Sampel telah dicairkan (atau "dinyahbekukan") dan dipanaskan sehingga kira-kira 20 darjah Celsius dalam hidangan Petri yang mengandungi kultur diperkaya untuk meningkatkan pertumbuhan. Selepas beberapa minggu, dua ekor cacing gelang bangun dari 'tidur paling lama' mereka dan mula menunjukkan tanda-tanda kehidupan seperti pergerakan biasa malah mula mencari makanan. Ini boleh dianggap mungkin kerana beberapa 'mekanisme penyesuaian' oleh nematod ini. Sepasang cacing boleh dipanggil sebagai organisma hidup tertua di Bumi, umur mereka adalah purata 42000 tahun!
Kajian itu jelas menunjukkan keupayaan organisma multiselular untuk bertahan dalam cryptobiosis jangka panjang di bawah keadaan cryopreservation semula jadi. Satu lagi faktor unik ialah untuk pertama kalinya hipotesis ini telah dibuktikan pada skala masa yang panjang kerana semua kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa nematod boleh bertahan dalam persekitaran yang melampau seperti suhu beku selama sekurang-kurangnya 25 tahun. Terdapat kemungkinan besar bahawa organisma multiselular lain, termasuk manusia, mungkin boleh bertahan dalam pemeliharaan kriogenik juga.
Walaupun kini menjadi amalan biasa untuk 'membekukan' telur seseorang, atau air mani misalnya, untuk melahirkan anak walaupun dia menjadi mandul. Walau bagaimanapun, sel stem dan tisu lain yang sangat berguna untuk menjalankan penyelidikan tidak dapat dipelihara melalui proses ini. Jadi, pengawetan krio yang berjaya bagi sampel biologi yang berbeza akan menjadi kritikal untuk sebarang aplikasi klinikal atau ujian manusia pada masa hadapan. Teknologi ini telah diperkukuh dalam dekad yang lalu dengan penggunaan agen krioprotektif yang unggul (yang melindungi tisu biologi daripada kerosakan pembekuan) dan suhu yang lebih baik. Pemahaman yang lebih baik tentang proses pembekuan dan pencairan boleh memajukan pemahaman kita tentang cryopreservation. Pembekuan kriogenik kekal sebagai topik kontroversial dan lebih kepada fiksyen sains. Sebarang cakap-cakap tentang organisma 'tidur' selama beribu-ribu tahun dan kemudian hidup semula adalah membingungkan dan nyata. Melihat kepada kajian ini, nampaknya ia boleh menjadi proses sebenar dan semulajadi, sekurang-kurangnya untuk cacing. Jika tiada kerosakan fizikal berlaku kepada organisma dan integritinya dikekalkan dalam persekitaran beku maka pencairan harus dilakukan. Sekitar dua dekad yang lalu, kumpulan penyelidik yang sama telah menarik spora dan menghidupkannya semula daripada bakteria bersel tunggal yang tertanam di dalam hablur garam berusia 250 juta tahun, bagaimanapun, kerja itu masih berterusan dan memerlukan lebih banyak bukti. Mekanisme penyesuaian sedemikian yang digunakan oleh cacing misalnya boleh menjadi kepentingan saintifik untuk bidang cryomedicine dan cryobiology.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Shatilovich AV et al 2018. Nematod Berdaya maju dari Permafrost Pleistosen Akhir di Tanah Rendah Sungai Kolyma. Doklady Biological Sciences. 480(1). https://doi.org/10.1134/S0012496618030079
***
