როგორ გადაურჩება თევზი ოკეანის სიცოცხლისთვის ექსტრემალურ წნევას

მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, თუ როგორ აძლევს  ზღვის ცხოველებს მათ უჯრედებში არსებული ქიმიკატები შესაძლებლობას, გადაურჩნენ მაღალ წნევას ღრმა ოკეანეებში.

რაც უფრო ღრმაა ზღვა, სადაც ცოცხალი არსებები ცხოვრობენ, მით უფრო არასტუმართმოყვარე და მკაცრია გარემო, რომელსაც ისინი უნდა გაუმკლავდნენ.

ერთ-ერთი ყველაზე ღრმა წერტილი წყნარ ოკეანეში არის მარიანას ღრმული, 11 კილომეტრით დაშორებული ზღვის ზედაპირიდან – წნევა არის 1.1 კუბი ან 8 ტონა ერთ კვადრატულ   ინჩში. ესე იგი, დედამიწის ზედაპირზე  წნევამ 1.100-ჯერ იმატა.  ჩვეულებრივი და ატმოსფერული წნევის ქვეშ წყლის მოლეკულის ფორმა არის როგორც ტეტრაედრის მსგავსი  ქსელი. მაღალი წნევის დროს, წყლის მოლეკულათა ქსელი იწყებს დამახინჯებასა და ფორმის შეცვლას. როდესაც ეს ხდება წყალში არსებულ უჯრედებში, ის ხელს უშლის  ბიო-ქიმიურ პროცესებს ადგილის დაკავებაში და კლავს ორგანიზმს.

ჩვენი კვლევა უზრუნველყოფს კავშირს  წნევის ქვეშ წყლის მოლეკულურ დონესა და ორგანიზმის მშვენიერ შესაძლებლობას შორის, რომელიც ვითარდება მაღალი წნევის ქვეშ ოკეანის  სიღრმეებში.

კვლევის  მოხსენებაში მკვლევრებს პირველად  მიეცათ შესაძლებლობა, რომ განევითარებინათ   განმარტება  აღმოჩენაზე, თუ როგორ ეწინააღმდეგება ზღვის ორგანიზმების უჯრედებში აღმოჩენილი მოლეკულა  წყლის მოლეკულებზე გარეგანი წნევის ზემოქმედებას.

ცხოვრება ადაპტირდა, რომ გადარჩე და განვითარდე უკიდურეს გარემოში. ოკეანის სიღრმეებში ორგანიზმები ცხოვრობენ უკიდურესად მაღალი წნევის ქვეშ, რამაც შესაძლოა დაანგრიოს ადამიანის ცხოვრება.

ეს მაღალი წნევა ამახინჯებს თხევად წყალს, რომელიც საყრდენია ყველა ბიოლოგიური პროცესის.

ჩვენ გვჭირდება გავიგოთ, რა ხდება წნევის ქვეშ და როგორ ადაპტირდება წნევა ორგანიზმების ამ ეფექტებთან ბრძოლისას. თუ ჩვენ გავიგებთ,  უკიდურესად მაღალი წნევის დროს როგორ ახერხებენ ეს ორგანიზმები გადარჩენას, ჩვენ დავურთავთ ამ  დასკვნებს ფართო კვლევას ბიომოლეკულურ სტაბილურობაზე.

უკიდურესად მაღალი წნევა

აღმოაჩინეს მოლეკულა, რომელიც უზრუნველყოფს დაცვას უკიდურესად მაღალი წნევის წინააღმდეგ, რომელსაც უწოდებენ TMAO – ტრიმეთილამინის ოქსიდს. კვლევებმა აჩვენა, რომ TMAO-ის რაოდენობა  ოკეანეში მცხოვრები ორგანიზმებს ზრდის მათი საცხოვრებელი გარემოს შესაბამისად.

კვლევა გამოიყენეს ერთ-ერთ ყველაზე მოწინავე ანალიტიკურ საშუალებად მსოფლიოში, რომ გამოეძიებინათ, როგორ ცვლის ინტენსიური წნევა  წყალბადის ბმებს მეზობელ წყლის მოლეკულებს შორის.

ტესტმა გამოავლინა წყლის მოლეკულის ატომის სტრუქტურის დეტალები.

მაღალ წნევაზე წყალბადის ბმა სუფთა წყლის ნიმუშში გახდა უფორმო და ნაკლებად სტაბილური, საერთო ჯამში წყლის მოლეკულათა კავშირი გახდა  მჭიდროდ განლაგებული.

თუმცა TMAO-ის არსებობა  აძლიერებს და ასტაბილურებს წყალბადის ბმებს და უნარჩუნებს  წყლის მოლეკულების ქსელს სტრუქტურას.

TMAO უზრუნველყოფს სტრუქტურულ სამაგრს, რომელიც წყალში ყოფნის შედეგად წინააღმდეგეგობას  უწევს იმ ექსტრემალურ წნევას, რომელსაც ის განიცდის. კვლევები მნიშვნელოვანია, რადგან ისინი ეხმარება მეცნიერებს იმ პროცესების გაგებაში, როდესაც ორგანიზმები ადაპტირდებიან, რათა გადარჩნენ ოკეანეში აღმოჩენილ ექსტრემალურ სიტუაციებში.

სტრუქტურული სამაგრი

კვლევის შედეგად, მკვლევართა გუნდმა შეძლო შეემუშავებინა ის, რასაც ეწოდება „ოსმოლიტების დაცვის თანაფარდობა“, რომელიც პროგნოზირებს ზღვის ორგანიზმების უჯრედებში საჭირო TMAO-ის დონეს,  რათა მათ შეძლონ გადარჩენა ოკეანის კონკრეტულ სიღრმეზე.

კვლევა უზრუნველყოფს კავშირს წნევის ქვეშ მოლეკულურ დონეზე წყალსა და  ორგანიზმის მშვენიერ შესაძლებლობას შორის,რომელიც იზრდება მაღალი წნევის ქვეშ ოკეანის სიღრმეებში.

ბოლოს გამოქვეყნებულ  კვლევაში გამოიკვეთა ახალი სახეობები  ღრმა ზღვის  ფსკერზე. ჩვენთვის ახლა ხდება გასაგები ის შესანიშნავი ადაპტაციები, რომლებაც სიცოცხლეს ამ გარემოს ათვისების საშუალება მისცა.

სტატიაზე მუშაობდა : თაკო ჩუმაშვილი და დეა კუსიანი

წყარო : www.leeds.ac.uk

7 დეკემბერი 2023 წელი.