Жизнь установила новый рекорд термостойкости: растет лишь при температуре не менее 42°С

Исследователи обнаружили любопытный организм, получивший название Incendiamoeba cascadensis, что означает "огненная амеба с Каскадных гор". Авторы исследования, опубликованного в виде препринта, утверждают, что эта амеба растет и делится при температуре до 63 градусов по Цельсия — самая высокая известная температура для эукариотических организмов, пишет Science Alert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Жизнь на Земле

Еще более любопытным является то, что организм начинает расти лишь при температуре не менее 42 градусов по Цельсию. Это фактически делает его облигатным термофилом — существом, которому требуются условия, значительно более высокие, чем могут выдержать другие эукариотические организмы.

По словам руководителя исследования, биологов Х. Берила Раппапорта и Анджелы Оливерио из Сиракузского университета в Нью-Йорке, результаты исследования бросают вызов существующей парадигме температурных ограничений для эукариотических клеток и меняют наше представление того, где и как может существовать эукариотическая жизнь.

Не секрет, что жизнь на Земле в большинстве своем сосредоточена вокруг определенных условий. При этом оптимальной температурой для большинства живых организмов на планете считается около 20 градусов по Цельсию. Однако некоторые организмы приспособились к условиям, гораздо более суровым, чем обычно: от раскаленных вулканических жерл под сокрушительным давлением океана до кислых геотермальных источников и самой сухой пустыни на планете.

Любопытно, что большинство этих экстремофильных организмов — прокариоты — группа, включающая бактерии и археи. Эти организмы также являются одноклеточными, но они кардинально отличаются от эукариотических.

По словам ученых, прокариоты проще и примитивнее — они не упаковывают генетический материал в ядра или органеллы, такие как митохондрии. По сути, прокариоты состоят лишь из клеточной мембраны, содержащей несколько прочных белков и свободную плавающую ДНК, а также обладают способностью адаптироваться к экстремальным условиям.

Рекорд термостойкости

Самым термоустойчивым из известных организмов на Земле является архея Methanopyrus kandleri, питающаяся углекислым газом. Она обитает в подводных жерлах при температуре до 122 градусов Цельсия, на глубине, где давление океана не позволяет воде кипеть.

Отметим, что эукариотическая жизнь включает в себя все организмы, от амебы до человека, имеющие ядра, органеллы, тонкие внутренние мембраны и более сложные геномы в своих клетках. Известно, что эукариоты значительно более хрупкие, чем прокариоты: их клетки и органеллы легко разрушаются в неблагоприятных условиях. Именно это и делает Incendiamoeba cascadensis столь невероятной.

Амеба была обнаружена в кипящей воде, собранной в Национальном парке Лассен-Волканик в период с 2023 по 2025 год — ученые обнаружили образцы Incendiamoeba cascadensis в 14 из 20 исследованных мест.

Далее команда культивировала образцы, чтобы понять, как амебе удается выживать при столь высоких температурах. Ученые разделили образцы и вырастили их в колбах с разной температурой — таким образом команда хотела проверить пределы выносливости амебы. В общей сложности было протестировано 17 различных температур в диапазоне от 30 до 64 градусов по Цельсию — по четыре колбы на каждую температуру.

На этом этапе ситуация стала еще более любопытной: при температуре ниже 42 градусов по Цельсию амеба не росла, а оптимальной для роста температурой считается диапазон от 55 до 57 градусов по Цельсию. В то же время митоз — деление клетки на две дочерние — происходит непосредственно при 58 и 63 градусах по Цельсию.

Любопытно, что при 64 градусах по Цельсию амеба все еще продолжала двигаться. В результате I. Cascadensis удалось установить новый рекорд по термостойкости — предыдущий рекорд для амеб составил 57 градусов по Цельсию. Более того, вид также превзошел давно принятый верхний предел для роста эукариот в 60 градусов по Цельсию.

При 66 градусах Цельсия I. cascadensis начала формировать защитные цисты – стратегию, позволяющую амебам переходить в состояние покоя в сложных условиях. Цисты также формировались при 25 градусах Цельсия — необычно высокий нижний предел.

Эксперименты также показал, что амебы перестают двигаться при 70 градусах по Цельсию, но может возродиться при понижении температуры. Только когда температура достигла 80 градусов по Цельсию, I. Cascadensis в конце концов умирала.