В природе существуют механизмы, защищающие растения и животных от пагубных воздействий окружающей среды, климатических и экологических условий. Одни впадают в спячку, другие приостанавливают развитие, но самый совершенный способ выживания — анабиоз. Что это такое и кто в него впадает, рассмотрим в статье ниже.
Определение
В переводе с древнегреческого анабиоз означает «возвращение к жизни». Определение анабиоза согласно «Википедии» — это временное прекращение или торможение процессов жизнедеятельности под влиянием внешних либо внутренних факторов. Все протекающие в организме процессы (дыхание, пульс и т. д.) замедленны настолько, что определяются только с применением специального оборудования.
В состояние анабиоза живые организмы впадают при резкой смене условий существования в худшую сторону. После улучшения условий начинается восстановительный период и переход к привычному для жизнедеятельности режиму.
Роль в природе
В природе анабиоз встречается не только среди животных организмов. Он широко распространен среди микроорганизмов, в числе которых бактерии и некоторые виды водорослей. Анабиоз также представлен в растительном мире.
Научно-исследовательской работой ученых доказана роль анабиоза как способа переживания неблагоприятных условий. Они сделали вывод, что в процессе эволюции отдельные виды растений и микроорганизмов приспособились впадать в состояние анабиоза и находиться в нем от нескольких месяцев до миллионов лет, а затем возобновлять естественные процессы жизнедеятельности.
Классификация
В природе выделяют два вида анабиоза:
- Вынужденный анабиоз. Данный вид наступает на любом этапе развития организма, происходит это по причине значительного неблагоприятного воздействия окружающей среды и прекращается при улучшении условий существования.
- Сезонный (онтогенетический) анабиоз. Такое состояние возникает на определенном этапе онтогенеза организмов. Кроме того, он характеризуется способностью эмбриона приспосабливаться к негативному влиянию внешней среды обитания, к примеру, когда яйца ракообразных находятся в состоянии покоя.
Относительно характера изменений воды и ее количества в организмах, в связи с которым произошел переход к состоянию анабиоза, также можно определить некоторые виды:
- Что это — анабиоз, вызванный высыханием организмов? Для обозначения данного состояния зачастую используется термин — ангидробиоз, что, по мнению некоторых биологов, не совсем верное определение. Обусловлено это невозможностью полной потери жидкости при переходе к анабиозу.
- Глубокая заморозка, в результате которой происходит спячка. Процесс обусловлен переходом воды в состояние льда и носит название криоанабиоз.
- Анабиоз, вызванный нахождением живого организма в условиях повышенной концентрации солей и осмотического давления, в результате чего происходит извлечение воды из тканей. Как правило, такое состояние именуется осмотическим анабиозом.
Высушивание и замерзание
Ярко выраженным примером анабиоза при высушивании являются семена, некоторые из них сохраняют всхожесть спустя многие десятилетия.
Впадают в анабиоз и беспозвоночные виды: черви, наземные моллюски, некоторые насекомые и раки, среди позвоночных отдельные экземпляры земноводных и пресмыкающихся способны терять от 50 до 75 % воды, впадать в анабиоз и спустя время оживать. Современной наукой были выявлены некоторые виды бактерий, которые в условиях анабиоза образуют споры. Они представляют собой обезвоженные клетки с плотной оболочкой. Благодаря спорообразованию они в разы повышают устойчивость практически ко всем факторам внешней среды.
Говоря об анабиозе, вызванном замерзанием, отмечают не только снижение содержания воды, но и ряд других изменений, таких как уменьшение и уплотнение тела, потеря активности ферментов, загустение цитоплазмы, полное прекращение метаболизма.
Во время анабиоза организм не претерпевает никаких изменений в росте, развитии и взрослении, благодаря этому его существование во много раз продлевается. Наибольшей стойкостью к замерзанию и высушиванию отличаются бактерии, грибки и отдельные виды патогенных вирусов.
Стадии
Глубина оцепенения напрямую зависит от концентрации остаточной жидкости, а спячке предшествует процесс накопления жировой ткани. Время нахождения организма в одном из состояний и условия для его поддержания подразделяют на следующие стадии:
- Это анабиоз, что был вызван глубоким обезвоживанием (в исключительных случаях 100%), может продолжаться десятки, сотни, а иногда и тысячи лет. Идеальное такое состояние характеризуется полным удалением свободной жидкости из организма, при этом вся молекулярно-связующая вода остается. В случае, когда свободная вода осталась в организме, процесс хоть и в замедленном темпе, но продолжается и рано или поздно приведет к гибели клетки. Удаление молекулярно-связующей воды также со временем погубит организм. В случае абсолютного удаления свободной жидкости и полной сохранности молекулярно-связанной живой организм может находиться в анабиозе неограниченное время.
- Диапауза — это частичное обезвоживание организма, в котором он может пребывать не столь длительный срок, как при анабиозе.
- Оцепенение. Перед наступлением данного состояния организмы накапливают жидкость, не способную замерзнуть. В среднем оцепенение может длиться год или немногим больше.
- Спячка. В качестве подготовки к спячке животные организмы накапливают жировые отложения, которые обеспечивают выживание. В таком состоянии они могут пребывать несколько месяцев, в редких случаях — год.
Кто впадает в анабиоз из животного мира?
Наряду с насекомыми и микроорганизмами в состояние анабиоза способны впадать высшие позвоночные. Науке известны примеры обнаружения во льдах мерзлых ящериц, которые оживали после их размораживания. При этом важно отметить, что некоторые представители хладнокровных провели там несколько десятилетий. Но еще более удивительны примеры обнаружения во льдах теплокровных животных, которые пребывали в состоянии, близком к анабиозу.
Таким образом не лучшие климатические условия могут переждать ежи и тушканчики, мало того, разбудить их не представляется возможным никаким известным способом. В свое время в качестве эксперимента в анабиоз вводились летучие мыши и кролики.
Среди бесхвостых земноводных интересным для науки экземпляром является лягушка в анабиозе. Ученые выясняют, почему она не замерзает во льду. Известно, что лягушки находятся на открытом воздухе, когда начинается похолодание, и сидят, пока не оцепенеют. В процессе замораживания в их крови происходят изменения – увеличивается количество глюкозы. Благодаря процессу тело лягушки становится похожим на желеобразную массу, в которой не образуются кристаллы льда и не травмируют клетки организма.
Анабиоз растений
Вблизи моря можно часто найти сухие корочки, мало напоминающие растения, однако если опустить их в воду, они приобретают цвет, распрямляются и превращаются в водоросли. Это пример анабиоза растений. Даже низшие многоклеточные организмы имеют способность переходить в состояние анабиоза.
Растения, анабиоз которых наступает в результате высыхания, имеют общую способность оживать после дождя. Речь идет о некоторых видах лишайника, мха и водорослей. Несмотря на убеждение, что растения без воды погибают, для них это нормальные условия жизнеобеспечения.
Невозможно не упомянуть об анабиозе семян, которые могут храниться годами, при этом сохраняя свою всхожесть. Один из удивительных примеров — найденные в торфяных болотах семена лотоса тысячелетней давности, из которых впоследствии было выращено растение.
Анабиоз человека
Исследования по анабиозу человека активно ведутся и по сей день. Введенные в данное состояние теплокровные животные дают основания предполагать, что и человек может пребывать в анабиозе. Что это значит для нашего вида? Для этого должен быть осуществлен ряд подготовительных работ:
- Усыпление человека.
- Замена крови специальным физиологическим раствором, который не будет иметь способность замораживаться.
- Тело погрузить в капсулу с жидким азотом.
- Такой контейнер хранится при низких температурах в подвалах.
Но исследования пока не подтвердили факт удачной разморозки человека. При этом ученые склоняются к тому, что мозг после таких манипуляций будет безвозвратно поврежден.
Некоторое время назад было предложено погружать космонавтов в состояние анабиоза для совершения длительных межгалактических путешествий. Это даст возможность поддерживать жизнедеятельность астронавта в течение длительного времени и экономить необходимые ресурсы.
Многочисленные лаборатории по всему миру ежедневно проводят самые различные исследования, цель которых искусственно погружать человека в состояние анабиоза.
Что такое состояние анабиоза? | Наука | Общество
Анабиоз (от др.-греч. ἀνα-βίωσις, ἀνα-βίωσεως — «возвращение к жизни, воскресение») — это приостановка жизнедеятельности организма с последующим ее восстановлением при благоприятных условиях. Биологический энциклопедический словарь описывает анабиоз как состояние, при котором обмен веществ и другие жизненные процессы настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни. Активность организма и клеток важных органов при этом существенно снижается. Анабиоз может наблюдаться при резком ухудшении условий существования (понижении температуры окружающей среды, отсутствии влаги и т.д.). В естественный анабиоз могут впадать беспозвоночные, в том числе некоторые насекомые, это состояние наблюдается у ряда впавших в зимнюю спячку млекопитающих при температуре ниже нуля градусов по Цельсию.
Как сообщает New Scientist, американские ученые смогли провести как минимум один успешный опыт по введению человека в состояние анабиоза. Для того, чтобы провести операцию, специалисты предложили охлаждать организм человека дo 10−15 градусов Цельсия путем полной замены всей циркулирующей крови холодным физраствором. По словам рассказавшего об этом успешном эксперименте доктора Сэмюэля Тишермана из Высшей школы медицины Университета Мэриленда в Балтиморе, введение человека в состояние анабиоза увеличивает время для оперативного вмешательства и позволяет устранить причину острой кровопотери. Ранее врачи не раз заявляли об успешном опыте погружения в анабиоз животных. Так в 2005 году представители Питтсбургского университета США ввели в это состояние собак. После трехчасового охлаждения животные вновь вернулись к жизни. Спустя год врачи Центральной больницы Бостона, штат Массачусетс, объявили о том, что им удалось подобным методом погрузить в анабиоз свиней. После того, как животные потеряли приблизительно половину крови, оставшаяся кровь была заменена охлажденным физиологическим раствором.Зачем пациента могут вводить в состояние анабиоза?
Анабиоз дает хирургам дополнительное время, чтобы попытаться спасти жизнь пациента. По словам медиков, многие люди, получившие угрожающие жизни травмы, умирают раньше, чем врачи могут оказать им помощь. Особенно это касается случаев, когда невозможна длительная сердечно-легочная реанимация, например, при тяжелом пулевом ранении или серьезной травме, полученной в автомобильной аварии.
По словам Симбирцева, охлаждение человека возможно не только с применением физраствора, но и с помощью специальными холодных грелок, которыми охлаждают крупные сосуды.
Как врачи могут «вывести» из анабиоза?
Для этого могут использоваться специальные теплые грелки, благодаря которым сосуды начнут прогреваться. «Магического раствора, который отогревает тело, не существует. Можно вводить те же физрастворы, но уже теплые, и при этом будет идти прогревание», — говорит Симбирцев.
Для того, чтобы запустить работу сердца, врачам нужна определенная температура тела. Так при температуре 30⁰С оно у человека начинает биться, а когда тело становится еще теплее, сердце уже самостоятельно восстанавливает нормальный ритм.
На какой срок можно ввести в состояние анабиоза?
Сэмюэль Тишерман заявил New Scientist, что в полном объеме он сможет объявить результаты введения человека в такое состояние к концу 2020 года. По его словам, максимально возможный срок, на который можно безопасно вводить человека в анабиоз, пока неизвестен. Это вызвано тем, что на сегодняшний день еще недостаточно изучены причины клеточных повреждений, которые происходят из-за ряда химических реакций после того, как у пациента восстанавливают обычную температуру и пробуют запустить сердце. По утверждениям Тишермана, исследования на животных показали, что у свиней с тяжелыми травмами можно вызывать охлаждение на срок до трех часов и в этом режиме успешно проводить хирургическое лечение.
Лягушки и жабы прячут «эликсир бессмертия»
Пожалуй, ни о чем другом люди не мечтают так настойчиво, как о вечной жизни. И пока они витают в облаках, их желания осуществляют на практике… обычные жабы. Похоже, именно эти непривлекательные амфибии нашли «эликсир бессмертия».Как-то Амбруаз Паре, прогуливаясь по своей усадьбе около деревни Медон, наблюдал за рабочими карьера, которые разбивали самые большие и твердые камни. И что же? «В середине одного камня мы обнаружили огромную живую жабу. В камне не было никаких щелей, через которые она могла бы забраться внутрь… Рабочий рассказал мне, что он не в первый раз находит жаб в крупных глыбах породы».
Дело происходило в середине XVI века. Но не спешите списывать этот странный случай на причуды средневекового сознания, как известно темного. Потому как этому сильно мешает личность наблюдателя:
Амбруаз Паре — личный хирург четырех французских королей: Генриха II, Франциска II, Карла IX и Генриха III, — превратил хирургию из ремесла в научную дисциплину. И сомневаться в правдивости его слов не приходится. К тому же свидетельство хирурга — лишь первое известное из ряда аналогичных наблюдений…
25 мая 1776 года в США была обнаружена замурованная жаба. Правда, этой американской леди не повезло — за время своего заключения на 180-метровой глубине в угольной шахте Маклин (штат Пенсильвания) она успела мумифицироваться. По свидетельству геолога Джеймса Стивенсона, «она усохла в два раза по сравнению с размерами живого земноводного. Ее туловище еще не успело окаменеть, оно легкое и мягкое…»
То есть жаба скончалась относительно недавно. А до того успешно существовала в толще угля, на образование которого потребовался не один миллион лет.
На первых полосах
В 1862 году в лондонских газетах с завидным постоянством появлялись заметки о живых жабах и лягушках, извлеченных из всевозможных камней. Так, 31 октября «Стамфорд Мэркури» отрапортовала: «При строительстве нового подвала на глубине семи футов рабочие обнаружили живых земноводных в скальной породе грунта». Другое издание сообщило о жабе, найденной целой и невредимой в мраморной каминной плите в замке Чиллинэм… Третье рассказало о расколовшемся мраморном шаре, много лет украшавшем ворота старинного особняка: внутри него, разумеется, тоже оказалась живая жаба!
Все эти репортажи будоражили общественность. И если одни читатели поражались чудесам природы вообще и живучести жаб и лягушек в частности, то другие требовали вывести мошенников, дурачащих честной народ, на чистую воду. Но справиться с этой задачей могли только ученые…
Крамольная мысль
А им, если на то пошло, практически нечего было сказать. Разумеется, они тоже были наслышаны о легендарной способности земноводных жить замурованными в камне и даже опытным путем проверяли — так это или не так. Например, некий М. Сегин во Франции замуровал двадцать жаб в глыбе штукатурки. Спустя 12 лет четыре узницы все еще оставались целыми и невредимыми…
Натуралисты тоже не стояли в стороне. Благодаря регулярным наблюдениям, они выяснили, что некоторые виды амфибий коротают зимы, зарываясь в землю или грязь на дне прудов. И там они спят на протяжении шести месяцев, преспокойно обходясь без пищи. Этот-то факт и натолкнул особо продвинутых исследователей на мысль: если лягушки могут прожить полгода в почти затвердевшей вязкой грязи, то почему бы им не прожить так шесть и более лет? Со временем грязь превратилась бы в камень. Весь вопрос — сколько именно времени способны продержаться лягушки? На образование горных пород, угля или мрамора требуются миллионы лет. Так неужели хоть одно живое существо может протянуть так долго?
Если поверить священнику…
…Ричарду Коббольду, то могут. Правда, не жабы, а тритоны. Преподобному Коббольду в феврале 1818 года посчастливилось присутствовать на лекции известного геолога доктора Э. Д. Кларка в Кембридже. И последний рассказывал о поисках окаменелостей в меловом карьере. Раскопки увенчались успехом — на глубине 45 футов (13,72 м) рабочие наткнулись на слой окаменелых морских ежей и тритонов.
Но удивлению геолога не было предела, когда из глыбы мела выбрались три живых тритона! Две особи позже погибли. Выжил лишь один. Более того, когда тритона опустили в воду, он «стал резвиться и крутиться, будто никогда не был в состоянии спячки». И вообще вел себя так активно, что в конце концов удрал. Потеря весьма опечалила геолога, ведь вся троица «принадлежала к полностью вымершему, ранее неизвестному виду»…
Живая вода
Обнаружение окаменелостей, замурованных в толще земных пород, — вещь обыденная. На таких находках основывается палеонтология. Однако речь, как правило, идет лишь об останках животных и крайне редко — о мумифицированных трупах. И только в отношении амфибий существует легенда, будто они способны жить миллионы лет в заточении известняка, мрамора, каменного угля или льда… Почему?
Дело в том, что амфибии способны обходиться малым количеством пищи и переносить длительные голодовки. Североамериканские лопатоноги, например, активны лишь один-два месяца в году. Одного сытного обеда им хватает на десять месяцев спячки — на весь период засухи. Но если последний затянется, то лопатоног с легкостью проспит еще годик, питаясь протеинами собственного тела.
Длительные голодовки возможны благодаря тому, что во время спячки у животных резко сокращается обмен веществ. А значит, снижается и потребление кислорода. Впрочем, даже вне спячки амфибии лучше других приспособлены к недостатку кислорода. Ахиллесова пята земноводных — зависимость от влаги. Всю необходимую им воду жабы и лягушки впитывают через кожу. И для этого им не обязательно окунаться в водоем, достаточно прижаться к влажной почве. Кожа амфибий, будто губка, впитывает в себя влагу. Леопардовая лягушка, например, при 10-процентной влажности почвы за четыре дня увеличивает свой вес на 1/3.
Кстати, воду можно добыть и из камня. Ученые Томского университета доказали, что поры всех без исключения горных пород содержат «каменную воду». Хотя точнее будет назвать ее «живой водой», ведь в ней живут и размножаются различные микроорганизмы. А потому, гипотетически, замурованные в камне лягушки не должны страдать от недостатка воды. Скажем больше — из того же камня они могут получить и некоторое количество пищи.
Закованные в лед
Выходит, все правда? Амфибии способны жить практически вечно? Нет, ученые эту возможность отрицают. Дескать, науке не известно ни одного достоверного случая столь большой продолжительности жизни животных. А как же Амбруаз Паре? И священник Коббольд? Увы, их свидетельства — предания старины глубокой — научной ценности не имеют.
Единственное, с чем готовы согласиться исследователи, так это с тем, что амфибии способны некоторое время существовать в замороженном виде — проще говоря, во льду. Из-за снижения температуры тела они впадают в состояние анабиоза, в котором могут находиться достаточно долго.
Казалось бы, яркий
тому пример — найденный несколько лет назад на севере России замерзший
тритон. Прекрасно сохранившийся экземпляр углозуба был обнаружен во льду
на глубине 11 метров. Его осторожно разморозили. И тритон воскрес — с
удовольствием ел мух и тараканов. Возраст льда, сковавшего углозуба,
ученые оценили в 100 лет. Но при этом отвергли саму возможность столь
длительного анабиоза для тритона. Они решили, что углозуб просто
провалился в глубокую трещину во льду и пробыл там недолго. В конце
концов, этого просто не может быть, потому что быть не может! И все
тут!
Наталья
КОСЯКИНА
Тайны анабиоза животных — Паранормальные новости
Анабиоз (от лат. anabiosis — «оживление») — состояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.
По крайней мере, такое определение этому термину дает Биологический энциклопедический словарь.
Анабиоз — широко распространенное явление в животном мире. Например, у насекомых при отрицательных температурах сильно замедляется или практически останавливается все их развитие. В оцепенение могут погружаться летучие мыши, грызуны, некоторые птицы, пресмыкающиеся, амфибии.
Коловратка
Впервые же еще в 1705 году на феномен анабиоза обратил внимание голландский изобретатель микроскопа Антони ван Левенгук. А случилось это после того, как он взял сухой песок, увлажнил его и поместил под окуляр микроскопа. К удивлению Левенгука, неподвижные существа начали двигаться. Это были микроскопические черви — коловратки.
В 1743 году английский естествоиспытатель Джон Тёрбервилл Нидхем наблюдал аналогичное явление у пшеничной нематоды Tylenchus Tritici. Личинки этого червя могли сохраняться не менее двух лет в высушенных зернах пшеницы. Оказавшись же вместе с зернами в почве, личинки нематод «оживали».
В 1777 году итальянский ученый Ладзаро не только подтвердил опыты Левенгука над коловратками, но и открыл тихоходок — микроскопических существ, обитающих во мхах и лишайниках. Оказалось, что и тихоходки, как и коловратки, переносят длительное высушивание и оживают после их увлажнения.
Со временем появилось несколько точек зрения на факторы, позволяющие организмам переносить длительное высушивание. Так, Левенгук предполагал, что коловратки защищены от высыхания плотной оболочкой, удерживающей влагу. В свою очередь, Т. Нидхем считал, что высохшие коловратки сохраняют жизнь без воды и кислорода благодаря каким-то особенностям их организма.
Проходили десятилетия, но интерес к «феномену воскрешения» животных и растений не ослабевал, а, наоборот, привлекал все большее внимание. В конце концов, в 1873 году немецкий ученый Вильгельм Прейер предложил называть это удивительное явление анабиозом.
Многочисленные исследования анабиоза у животных провел русский ученый П.И. Бахметьев. Он изучал воздействие низких температур на физиологию насекомых и млекопитающих, в частности на летучих мышей.
Так, он установил, что температура тела бабочки, помещенной в холодильную камеру, сначала медленно снижалась до — 10 °С, потом быстро поднималась до -1,5 °С, а затем снова падала до -10 °С. Это загадочное явление П.И. Бахметьев назвал температурным скачком.
Давно известно, что вещества могут находиться в одном из трех агрегатных состояний: твердом, жидком и газообразном. При этом твердое состояние подразделяется на кристаллическое и аморфное. И когда некоторые вещества переходят из жидкого состояния в твердое, их молекулы тоже образуют кристаллы.
Так вот, в 1938 году американский ученый Б. Лайет установил, что замерзающие организмы погибают в результате того, что в их телах появляются кристаллы льда, приводящие к разрушению мембран и цитоплазмы клеток.
Конечно, анабиоз — это соответствующая реакция организма на определенные условия внешней среды: в частности, на понижение или повышение температуры. Дело в том, что одни животные к столь опасным для их жизни обстоятельствам запасают еду, другие — мигрируют в более благоприятные и кормные места. А третьи — запасов не делают, остаются на месте, но зато могут погружаться в особое состояние, при котором значительно снижается активность метаболических процессов в организме, что приводит к падению температуры, сердечного ритма, частоты дыхания и т.д.
В зимнюю спячку (гибернация) погружаются многие виды моллюсков, ракообразных, пауков и насекомых, а также рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.
Перед погружением в спячку в организме животного происходят сложные физиологические изменения. Так, в преддверии анабиоза в полостях тела, под кожей, вдоль кишок, в груди накапливается жир. Причем запасы эти довольно значительны. Например, перед спячкой вес сусликов увеличивается в три раза по сравнению с весенне-летним сезоном. А в одном из исследований было показано, что у сурка в июне вес подкожного и внутреннего жира равнялся всего 10—15 г, а в августе — 750—800. Значительные жировые накопления делают сони, ежи, бурые медведи, летучие мыши.
Любопытные явления во время зимней спячки происходят в организме черного медведя барибала. Так, в течение 3—5-месячного сна он каждый день расходует около 4000 калорий, при этом не потребляя ни пищи, ни воды и не удаляя из организма продуктов метаболизма.
Этот феномен исследовали американские ученые. Оказалось, что эти особенности организма медведей обусловлены присутствием особого гормона, еще осенью поступающего в ткани его организма из гипоталамуса.
Однако это исследование не дало ответа на очень важный вопрос: что препятствует накоплению в организме барибала ядовитых продуктов метаболизма, которые у бодрствующего медведя выделяются из тела с мочой? Кроме того, было установлено, что когда температура тела у медведя значительно понижается, его начинает бить дрожь. И продолжается это от двух дней до недели — пока температура не придет в норму.
Однако больше всего удивило исследователей медвежье сердце. Дело в том, что, когда во время зимней спячки медведь делает глубокий вдох и выдох, его сердце в течение 10—20 с совсем не бьется. С чем это связано, ученые тоже пока ответить не могут…
Ученым давно известно, что все звери — от медведя до суслика, — впадающие в зимнюю спячку, регулярно ворочаются в своих норах, пробуждаясь от глубокого сна. А ведь во время этих движений сжигается огромное количество так необходимой животному энергии.
В связи с этим явлением у исследователей появился особый интерес к сусликам, в частности к калифорнийским, которые неделями валяются с температурой тела 5 °С, и целых полгода их сердце стучит с периодичностью всего два удара в минуту.
Однако раз в неделю, как по команде, они просыпаются. И конечно же, в это время температура их тела увеличивается. Причем до целых 37 °С! Если подсчитать, то окажется, что на эти пробуждения животное тратит около 80 % запасенной энергии. Безусловно, это ужасное расточительство. К чему оно?
Чтобы ответить на этот вопрос, американские биологи провели наблюдение над этими зверюшками, взяв в качестве подопытных экземпляров 31 суслика, каждому из которых прикрепили миниатюрные температурные датчики. Когда измученные животные впали в зимнюю спячку, им ввели один из углеводов, который повышает температуру тела у бодрствующих зверьков. Но это никак на спящих сусликов не подействовало. Однако, когда они начали просыпаться, температура их тела тут же повысилась, словно им ввели инъекцию накануне.
В связи с этими результатами напрашивался единственный вывод: когда животное спит, его иммунная система полностью отключается и не реагирует на раздражители.
Но такая ситуация чревата для суслика серьезными последствиями: в его организме во время сна могут появиться болезнетворные паразиты. Поэтому, чтобы избежать этого, суслик просыпается и «включает» свой иммунитет. Впрочем, может, у животных для этих регулярных «побудок» имеются и другие причины?
Чтобы выжить в крайне неблагоприятных условиях, таких как высушивание или замораживание, необходимо в несколько раз замедлить скорость протекания обменных процессов в организме. В этом и заключается сущность анабиоза. Все зависит от содержания воды, запасы которой должны снизиться на ¼, а то и на половину от изначального количества. Только в этом случае скорость физиологических реакций сможет снизиться, не причинив вред организму животного. Некоторые ученые говорят о возможности погружения млекопитающих в состояние анабиоза при помощи газов (углекислый газ, аргон, сероводород)
Явление анабиоза используется в медицине при изготовлении живых вакцин, консервировании тканей для трансплантаций, длительном сохранении штаммов микроорганизмов.
На заре микробиологии внимание многих ученых было приковано к необычайной устойчивости некоторых микроорганизмов к высушиванию или замораживанию. Еще Левенгук отметил способность коловраток возвращаться к жизнедеятельности после почти двухлетнего пребывания в сухом песке. Позднее английские ученые выявили подобные приспособительные механизмы у личинок пшеничных круглых червей. Все, что было необходимо для оживления – это влага. К низким температурам оказались устойчивы такие болезнетворные микроорганизмы, как палочка сибирской язвы, тифозные бактерии, азиатский тип холерных вибрионов. Даже после замораживания при температурах, близких к абсолютному нулю, патогенные бактерии способны сохранять свои вирулентные свойства.
Наряду с мельчайшими организмами, в анабиоз впадают и насекомые. Однако по-настоящему впечатляет пребывание в состоянии полусмерти высших позвоночных. Наука знает примеры обнаружения в вечных льдах замерзших ящериц, которые чудесным образом оживали после размораживания. И это при том, что некоторые холоднокровные счастливцы провели при отрицательных температурах не один десяток лет. Еще более замечательны примеры обнаружения теплокровных животных в состоянии, сходном с анабиозом.
Подобным образом неблагоприятный период года могут переносить тушканчики и ежи, причем их невозможно разбудить никакими доступными обывателю способами. Известны случаи введения в состояние анабиоза летучих мышей и даже кроликов. Естественно, эти опыты проводились заинтересованными учеными. Теперь на повестке дня другой вопрос – может ли человек, без последствий для здоровья, погружаться в анабиоз?
Анабиоз — Википедия. Что такое Анабиоз
Анабио́з (от др.-греч. ἀνα-βίωσις, ἀνα-βίωσεως — «возвращение к жизни, воскресение» ← др.-греч. ἀνᾰ- — приставка со значением: повторности + др.-греч. βίωσις, βίωσεως — «жизнь»)[1], — временное замедление или прекращение жизненных процессов в организме под воздействием внешних или внутренних факторов. При этом дыхание, сердцебиение и другие жизненные процессы замедленны настолько, что могут быть обнаружены только с помощью специальной аппаратуры.
Этот термин был предложен в 1873 году немецким учёным Вильгельмом Прейером в его сводке по исследованию феномена временного прекращения жизнедеятельности.
Анабиоз наблюдается при резком ухудшении условий существования (низкая температура, отсутствие влаги и др.). При наступлении благоприятных условий жизни происходит восстановление нормального уровня жизненных процессов. Наиболее устойчивы к высушиванию, нагреванию, охлаждению спорообразующие бактерии, грибы, простейшие (образующие цисту). У многоклеточных организмов замедление жизнедеятельности и её почти полная остановка вошли в нормальный цикл развития — семена, споры.
Мельчайшие организмы (например, эмбрионы до восьми клеток) могут быть криоконсервированы и потом восстановлены. Некоторые из них существуют в анабиозе до 13 лет[2][3].
В состоянии анабиоза некоторые бактерии могут переносить понижение температуры до -250°C.[уточнить]
Животные, впадающие в анабиоз, могут терять половину и даже три четверти заключённой в тканях воды. Анабиоз по сравнению с оцепенением и спячкой сопровождается более глубоким подавлением жизнедеятельности.
Явление анабиоза при высушивании и охлаждении используется для приготовления сухих живых вакцин, длительного хранения клеточных культур, консервирования тканей и органов.
Имеются данные о возможности введения млекопитающих в состояние анабиоза с помощью таких газов, как углекислый газ, аргон, сероводород и пр.
Эксперименты
Температурное индуцирование анабиоза
Понижение температуры вещества снижает химическую активность по уравнению Аррениуса. Это включает в себя такие жизненные процессы, как метаболизм.
Гипотермический диапазон
В июне 2005 года ученые Центра исследований проблем реаниматологии им. П. Сафара, Питтсбургского университета объявили о том, что им удалось погрузить собак в анабиоз и впоследствии вернуть их к жизни, практически без повреждений головного мозга. Для этого у животных была выкачана кровь и заменена инъекционным раствором, которым заполнили всю кровеносную систему для удержания живого организма в охлажденном состоянии. По окончанию трёх часов клинической смерти кровь была возвращена в кровеносную систему, а сердцебиение было восстановлено электрическим разрядом. После чего сердце начало процесс кровообращения в нормальном режиме. Таким образом животные были возвращены к жизни.[4]
20 января 2006 года врачи Центральной больницы Бостона, штат Массачусетс, объявили о помещении свиней в анабиоз подобным методом. Свиньям была проведена анестезия и сымитирована кровопотеря с помощью скальпеля, как при тяжелых травмах (например, проколотая аорта, как это могло бы произойти в автокатастрофе или при огнестрельном ранении). После того, как свиньи потеряли приблизительно половину их крови, остающаяся кровь была заменена охлажденным физиологическим раствором. После того как температура тела достигла 10 ° C (50 ° F) поврежденные кровеносные сосуды были восстановлены, и кровь была возвращена.[5] Этот метод был проверен 200 раз с 90%-м показателем успешности.[6]
С мая 2014 года команда хирургов из пресвитерианской Больницы UPMC в Питтсбурге планирует опробовать вышеупомянутый метод на жертвах огнестрельного оружия (или на тех, которые страдают от подобных травм и повреждений). Испытания будут проведены на десяти таких тяжелораненых пациентах. Результаты их выживаемости будут сравнивать с десятью аналогичными пациентами, у которых не было доступа к вышеупомянутому методу. В настоящее время эта процедура будет использоваться при экстренной криоконсервации и в реаниматологии.[7]
Криогенный диапазон
Это понятие носит теоретический характер и часто воспринимается неверно. Человек неспособен пережить анабиоз при криогенных (экстремально низких) температурах из-за повреждений в результате кристаллизации воды в организме. Пределы современной технологии и техники также недостаточны для предотвращения потери жизнеспособности клеток. Специалисты в области крионики работают над технологиями, принципиально отличающимися от парадигм анабиоза.
 | Анабиоз отличается от крионики, поскольку не требует «презумпцию невиновности» в отношении технологий будущего. Он работает сразу и очевидно. Медицинское использование анабиоза внушает оптимизм в плане излечения болезней. Брайан Вовк[8] |  |
Для полноценной реализации анабиоза необходим надёжный метод для предотвращения повреждения клеток. Вследствие охлаждения и других физических ограничений в сочетании с токсичностью криопротектора, успешную витрификацию в лаборатории можно реализовать только для небольшого количества тканей.[9] Также существует лишь ограниченные доказательства того, что это в принципе возможно, потому что только мельчайшие организмы могут быть подвергнуты безопасной заморозке и витрификации. Исследования по свободноживущей нематоде показали, что воспоминания могут быть восстановлены, и такие организмы могут пережить витрификацию приблизительно с 100%-ми показателями успешности.[10]
Химическое индуцирование
22 апреля 2005 года в научном журнале Science была опубликована статья, сообщающая об успешной симуляции гипотермического анабиоза у мышей. Полученные данные имеют большое значение, так как мыши не впадают в спячку в природе. Лаборатория Марка Б. Рота в Центре Исследований рака Фреда Хатчинсона в Сиэтле, штат Вашингтон, поместили мышей в камеру на 6 часов, наполненную смесью, в которой на миллион частиц воздуха приходилось 80 частиц сероводорода. Температура тела мышей снизилась до 13 °C и обмен веществ замедлился в 10 раз, что определили по выработке углекислого газа и потреблению кислорода.[11] Они также вызвали гипоксию на эмбрионах нематоды и эмбрионах рыбы Данио-рерио, погрузив их в многочасовой анабиоз с последующей реанимацией кислородом.
Центральная больница Массачусетса в Бостоне по тому же методу провела гибернацию мышей. Их сердечный ритм замедлили с 500 до 200 ударов в минуту, дыхание упало с 120 до 25 дыханий в минуту, а температура тела понизилась до 30 °C (естественный: 39 °C). После двух часов дыхания воздухом без сероводорода состояние мышей вернулось в норму. Необходимы дальнейшие исследования для понимания, оказывает ли газ разрушающее воздействие на мозг, принимая во внимание, что влияние сероводорода на организм подобно водородному цианиду; это не замедляет скорость метаболизма, а скорее запрещает передачу энергии в клетке через АТФ[12].
Эксперименты на овцах под снотворным[13] и на частично вентилируемых под наркозом свиньях[14] не увенчались успехом. Предположительно, что в случае с крупными млекопитающими это может оказаться неосуществимым. Во всяком случае долгосрочный анабиоз не был реализован.
Анабиоз человека
Работы по анабиозу человека пока находятся в начальной стадии теоретических разработок и опытов над животными. Но первые успехи по погружению в анабиоз теплокровных животных, в частности, мышей[15], позволяют предполагать, что принципиальных препятствий для осуществления анабиоза человека не существует.
Погружение космонавтов в анабиоз было предложено как один из способов для длительного межзвёздного или межгалактического путешествия человечества. В таком случае отпадает необходимость в корабле поколений. Нужны лишь «смотрители», контролирующие наибольшую часть замороженного населения корабля. Это позволит значительно экономить ресурсы, необходимые для поддержания жизнедеятельности экипажа и пассажиров.
С 1970-х искусственно вызванная гипотермия была использована для некоторых кардиохирургических операций, как альтернатива аппаратам «искусственное сердце — лёгкие». Однако охлаждение обеспечивало ограниченное количество времени для работы, и существовал риск повреждения тканей и головного мозга.
В настоящее время создано много научно-исследовательских проектов изучающих, как вызвать «искусственную спячку» в организме человека.[16][17] Это погружение в состояние анабиоза будет также очень полезным по целому ряду причин, таких как спасение жизни тяжелобольных или травмированных людей. Состояние глубокой гипотермии поможет выиграть время при ожидании медицинской помощи.
Примеры выживания людей, находившихся длительное время в состоянии гипотермии:
- 1999 год. Анна Бодженхолм, шведский радиолог, пробыла в ледяном озере подо льдом в течение 40 мин в состоянии гипотермии. Её температура тела снизилась до 13,7 °C (56.7 °F). После реанимационных мер пришла в себя практически без повреждений головного мозга.
- 2001 год. Пауль Хинек, двухлетний ребёнок провалился в сугроб, температура тела снизилась до 64 °F (18 °C). Провел так несколько часов в состоянии гипотермии. Все функции организма восстановились полностью.[18]
- 2006 год. Мицутака Утикоси, 35-летний японец, провел 24 дня без еды и воды, впав в состояние «спячки». Мужчина пропал в горах, когда его нашли, процесс обмена веществ в его организме практически остановился, пульс пропал, температура тела достигла 22 °C. Врачи предположили, что он впал в состояние гипотермии на ранней стадии. Функции его мозга восстановились на 100 %.[19]
- 2015 год. Джон Смит. 14-летний мальчик провалился под лед и провел под водой 15 минут, прежде чем спасатели извлекли его из воды. Несмотря на отсутствие сердцебиения, после реанимационных мер в течение 45 минут мальчика вернули к жизни.[20]
В культуре
См. также
Примечания
- ↑ Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.).
- ↑ Longest frozen embryo baby born, BBC News (6 July 2005). Проверено 14 января 2009.
- ↑ Triplets born 13 years apart, Times Online (6 July 2005). Проверено 24 января 2010.
- ↑ Mihm, Stephen. Zombie Dogs, The New York Times (11 December 2005).
- ↑ (2006) «Does the rate of rewarming from profound hypothermic arrest influence the outcome in a swine model of lethal hemorrhage?». J Trauma (Ncbi.nlm.nih.gov) 60 (1): 134–146. DOI:10.1097/01.ta.0000198469.95292.ec. PMID 16456447.
- ↑ Doctors claim suspended animation success, The Sydney Morning Herald (20 January 2006). Проверено 10 октября 2006.
- ↑ Left between life and death: First ‘suspended animation’ trials set to begin in bid to buy time for stabbing and gunshot victims.
- ↑ Cryonet 2008 Suspended Animation vs Cryonics
- ↑ (2015) «Principles of Cryopreservation by Vitrification». Methods in Molecular Biology 1257: 30–33. DOI:10.1007/978-1-4939-2193-5_2. ISSN 1064-3745.
- ↑ Vita-More, Barranco. «Persistence of Long-Term Memory in Vitrified and Revived C. elegans.» Rejuvenation Research doi: 10.1089/rej.2014.1636
- ↑ (2005) «h3S induces a suspended animation-like state in mice.». Science 308 (5721): 518. DOI:10.1126/science.1108581. PMID 15845845.
- ↑ Gas induces ‘suspended animation’, BBC News (9 October 2006). Проверено 10 октября 2006.
- ↑ Haouzi P (2008). «h3S induced hypometabolism in mice is missing in sedated sheep». Repiratory Physiology & Neurobiology 160 (1): 109–115. DOI:10.1016/j.resp.2007.09.001. PMID 17980679.
- ↑ Li, Jia (January 2008). «Effect of inhaled hydrogen sulfide on metabolic responses in anesthetized, paralyzed, and mechanically ventilated piglets». Pediatric Critical Care Medicine 9 (1): 110–112. DOI:10.1097/01.PCC.0000298639.08519.0C. PMID 18477923. Проверено 23 March 2008. “h3S does not appear to have hypometabolic effects in ambiently cooled large mammals and conversely appears to act as a hemodynamic and metabolic stimulant.”
- ↑ Межзвёздные путешествия «отрепетировали» на мышах — Lenta.ru
- ↑ New Hibernation Technique might work on humans | LiveScience at www.livescience.com
- ↑ Race to be first to ‘hibernate’ human beings — Times Online at www.timesonline.co.uk
- ↑ Eleva boy’s story part of national tour to honor Mayo Clinics 150 years Архивировано 11 мая 2015 года. Mayo Clinic
- ↑ Japanese man in mystery survival at BBC News
- ↑ Suspended Animation? How A Boy Survived 15 Minutes Trapped Under Ice In Frozen Lake at Medical Daily
Ссылки
АНАБИОЗ — это… Что такое АНАБИОЗ?
Анабиоз — (от греч. anabiosis оживление), способность организмов переживать неблагоприятное время (изменение температуры окружающей среды, отсутствие влаги и др.) в состоянии, при котором резко снижается обмен веществ и отсутствуют видимые проявления жизни … Экологический словарь
АНАБИОЗ — (греч.). Оживление животных, в которых жизненный процесс, вследствие высыхания или окоченения, временно как бы прекращается; также высохших семян растений. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АНАБИОЗ… … Словарь иностранных слов русского языка
АНАБИОЗ — (от греч. слова anabiosis), в прямом переводе означает возвращение к жизни, оживление, воскрешение (Ргеуег, 1880 г.). Оживление предполагает предшествующею ему смерть или состояние «скрытой жизни». В связи с этим, часто под словом А.… … Большая медицинская энциклопедия
АНАБИОЗ — (от греческого anabiosis оживление), временное состояние организма, при котором жизненные процессы резко замедляются, что способствует выживанию его в неблагоприятных условиях температуры, влажности и др. Анабиоз характерен для микроорганизмов… … Современная энциклопедия
АНАБИОЗ — (от греч. anabiosis оживление) состояние организма, при котором жизненные процессы резко замедляются, что способствует выживанию его в неблагоприятных условиях температуры, влажности и др. Анабиоз распространен у животных, растений и… … Большой Энциклопедический словарь
анабиоз — угнетение, приостановка Словарь русских синонимов. анабиоз сущ., кол во синонимов: 2 • приостановка (28) • … Словарь синонимов
анабиоз — а, м. anabiose f. <гр.1. биол. Временное состояние животного или растения, при котором почти полностью прекращается обмен веществ и отсутствуют все видимые проявления жизни. СИС 1985. 2. перен. О временном ослаблении, прекращении какой л.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Анабиоз — (от греческого anabiosis оживление), временное состояние организма, при котором жизненные процессы резко замедляются, что способствует выживанию его в неблагоприятных условиях температуры, влажности и др. Анабиоз характерен для микроорганизмов… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
АНАБИОЗ — АНАБИОЗ, анабиоза, мн. нет, муж. (греч. anabiosis оживание) (биол.). Восстановление жизненных отправлений в оцепенелых, видимо мертвых организмах. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
АНАБИОЗ — АНАБИОЗ, а, муж. (спец.). Резкое снижение жизнедеятельности организма с последующим восстановлением её при благоприятных условиях. | прил. анабиотический, ая, ое и анабиозный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
Приостановленная анимация — это состояние, вызванное несколькими способами, в которых процессы живого организма замедляются до такой степени, что тело не является ни живым, ни мертвым. По всей видимости, тело кажется мертвым, потому что жизненные функции, такие как сердцебиение и дыхание, практически не обнаруживаются, за исключением медицинских устройств. Первоначально это была концепция, существовавшая только в научной фантастике, но есть много исследований, посвященных ее воплощению в жизнь.Исследователи полагают, что этот процесс, когда он совершенствуется, даст медицинскому персоналу больше времени для лечения критических ран и спасет жизни, которые в противном случае были бы потеряны.
Сотрудники скорой помощи считают, что приостановленная анимация может улучшить выживаемость.В приостановленной анимации тело искусственно приводится в состояние, которое находится на грани смерти. Эксперименты на животных проводятся в нескольких исследовательских лабораториях, и все они используют разные методологии. Один подход пытается ввести холодную жидкость в организм, чтобы вызвать тяжелое состояние гипотермии.Когда температура тела падает ниже определенной точки, все метаболические процессы также замедляются. Это спасает тело от смерти от критической травмы.
Охлаждение тела и промывание вен жидкостью для сохранения органов вызывает состояние приостановленной анимации. Свиньи использовались в качестве испытуемых, и их тела наносились травмы после удаления 60 процентов их крови.Свиньи вошли в состояние приостановленной анимации, и хирурги использовали время, чтобы восстановить смертельные травмы. Когда температура их тела была доведена до нормального уровня, свиньи выжили без каких-либо когнитивных нарушений.
Корпус охлаждается, чтобы снизить потребность в кислороде.Когда тело страдает от травмы, его потребность в кислороде довольно высока, но его снабжение мало из-за кровопотери. В результате тело сначала страдает от повреждения головного мозга, за которым следует смерть в течение очень короткого времени. При замедлении метаболической активности потребность организма в кислороде снижается, что дает медицинскому персоналу больше времени для устранения ущерба.
Хотите автоматически сэкономить время и деньги месяца? Пройдите 2-минутный тест, чтобы узнать, как начать экономить до 257 долларов в месяц.
Другое исследование вызывает приостановку анимации, отравляя организм токсичным газом, таким как сероводород. Идея здесь состоит в том, чтобы поддерживать организм в кислородсодержащей среде, уменьшая потребность в кислороде. При воздействии высоких концентраций газа, которые немного ниже токсичных уровней, организм переходит в состояние приостановленной анимации. Этот подход вдохновлен тем, как животные впадают в спячку, когда биологическая активность организма прекращается, когда количество кислорода в воздухе достигает критического уровня.
Если организм подвергается воздействию токсичного газа в течение определенного периода времени, он снижает метаболические функции и снижает потребность в кислороде. Дыхание падает, и организму требуется меньше вдохов и очень мало кислорода. Становится возможным оставаться в состоянии между жизнью и смертью, создавая атмосферу, содержащую очень мало кислорода.Тело восстанавливается путем приведения уровня кислорода в норму.
Хирурги, специалисты по травматологии и персонал скорой помощи считают, что эта процедура позволит повысить выживаемость — после закрытия тела у хирургов будет около одного-полутора часов, чтобы работать и восстанавливать повреждения. Эта процедура, рассматриваемая в качестве последнего средства спасения людей с травмами, приведшими к летальному исходу, может дать жертвам несчастного случая, сердечного приступа и инсульта критические минуты, необходимые для того, чтобы добраться до больницы, прежде чем будет нанесен необратимый телесный ущерб.После совершенствования этот процесс также позволит осуществлять длительные космические путешествия.
,Подвесная анимация — Википедия переиздано // WIKI 2
Замедление или прекращение жизни без смерти
Кардиопульмональная реанимация (СЛР) проводится у пациента с травмой в больнице Маракай, Венесуэла. Как и СЛР, приостановленная анимация может задержать начало гибели клеток (некроз) у серьезно раненых или больных пациентов, предоставляя им больше времени для получения окончательного медицинского лечения.
Приостановленная анимация — это временное (краткосрочное или долгосрочное) замедление или остановка биологической функции с целью сохранения физиологических возможностей.Это может быть как гипометаболический, так и аметаболический характер. Это может быть вызвано либо эндогенными, естественными или искусственными биологическими, химическими или физическими средствами. В своей естественной форме он может быть самопроизвольно обратимым, как в случае видов, демонстрирующих гипометаболические состояния гибернации, или требовать технологически опосредованного возрождения при применении с терапевтическим намерением в медицинских условиях, как в случае глубокой гипотермической остановки кровообращения (DHCA). [1] [2]
Основные принципы
Подвешенная анимация понимается как замедление или остановка жизненных процессов экзогенными или эндогенными средствами без прекращения самой жизни. [3] Дыхание, сердцебиение и другие непроизвольные функции могут все еще иметь место, но они могут быть обнаружены только искусственными средствами. [4] По этой причине эта процедура была связана с летаргическим состоянием в природе, когда животные или растения в течение определенного периода кажутся мертвыми, но затем могут проснуться или одержать верх, не причиняя никакого вреда. В разных контекстах это называется гибернацией, покоем или анабиозом (это последнее у некоторых водных беспозвоночных и растений в условиях дефицита).
Это состояние очевидной смерти или прерывания жизненно важных функций может быть похоже на медицинскую интерпретацию приостановленной анимации. Восстановить признаки жизни возможно только в том случае, если мозг и другие жизненно важные органы не страдают от разрушения клеток, некроза или молекулярной смерти, главным образом вызванных недостатком кислорода или избыточной температурой (особенно высокой температурой). [5]
Некоторые примеры людей, которые вернулись после этого очевидного прерывания жизни продолжительностью более получаса, двух часов, восьми часов или более, соблюдая эти особые условия для кислорода и температуры, были зарегистрированы и подробно проанализированы, но эти случаи не считается научно обоснованным.Мозг начинает умирать через пять минут без кислорода; Нервные ткани умирают промежуточно, когда происходит «соматическая смерть», в то время как мышцы умирают в течение одного-двух часов после этого последнего состояния. [6]
Удалось добиться успешной реанимации и восстановления жизни в некоторых случаях, в том числе после анестезии, теплового удара, поражения электрическим током, наркотического отравления, сердечного приступа или остановки сердца, шока, новорожденных детей, сотрясения головного мозга или холеры.
Предположительно, в приостановленной анимации человек технически не умрет, если он или она сможет сохранить минимальные условия в среде, чрезвычайно близкой к смерти, и вернуться в нормальное живое состояние.Примером такого случая является Анна Богенхольм, шведский радиолог, который предположительно прожил 40 минут подо льдом в замерзшем озере в состоянии остановки сердца без повреждения мозга в 1999 году. [7]
Другие случаи переохлаждения, когда люди выжили без повреждений:
- Джон Смит, 14-летний мальчик, который прожил 15 минут подо льдом в замерзшем озере до прибытия медработников, чтобы вытащить его на сушу и спасти его. [8]
- Mitsutaka Uchikoshi, японец, который пережил холод в течение 24 дней в 2006 году без еды и воды, когда он впал в состояние, подобное зимней спячке [9]
- Поли Хинек, который в возрасте двух лет пережил несколько часов от остановки сердца, вызванной гипотермией, и температура тела которой достигла 64 ° F (18 ° C) [10]
- Эрика Нордби, малышка, которая в 2001 году возродилась через два часа без видимого сердцебиения с температурой тела около 61 ° F (16 ° C) [11]
Спящий человек
Американская жаба ( Bufo americanus ) — амфибия, которая может зимовать зимой.
С 1970-х годов для некоторых операций на открытом сердце была проведена индуцированная гипотермия в качестве альтернативы аппаратам для лечения сердца и легких. Гипотермия, однако, предоставляет лишь ограниченное количество времени для работы, и существует риск повреждения тканей и головного мозга в течение длительных периодов.
В настоящее время существует множество исследовательских проектов, в которых исследуется, как добиться «индуцированной гибернации» у людей. [12] [13] Эта способность впадать в спячку людей была бы полезна по ряду причин, таких как спасение жизней тяжело больных или травмированных людей путем временного перевода их в состояние гибернации до тех пор, пока не будет предоставлено лечение.
Основной целью исследований гибернации человека является достижение состояния оцепенения, определяемого как постепенное физиологическое торможение, чтобы снизить потребность в кислороде и добиться сохранения энергии за счет гипометаболического поведения, изменяющего биохимические процессы. В предыдущих исследованиях было продемонстрировано, что физиологические и биохимические явления могут ингибировать эндогенную терморегуляцию до начала гипотермии в сложном процессе, известном как «активация». Это необходимо для выживания в суровых условиях окружающей среды, как это наблюдается у некоторых амфибий и рептилий. [14]
Научные возможности
Температурно-индуцированный
Понижение температуры вещества снижает химическую активность по уравнению Аррениуса. Это включает в себя жизненные процессы, такие как обмен веществ.
Гипотермический диапазон
В июне 2005 года ученые Центра исследований реанимации Университета Питтсбурга объявили, что им удалось поместить собак в приостановленную анимацию и вернуть их к жизни, большинство из которых без повреждений головного мозга, путем слива крови из тел собак и впрыскивание низкотемпературного раствора в их системы кровообращения, что, в свою очередь, поддерживает организм в застое.После трех часов клинической смерти кровь собак возвращалась в кровеносную систему, и животные оживали, поражая их сердца электрическим током. Сердце начало качать кровь по всему телу, и собаки вернулись к жизни. [15]
20 января 2006 года врачи из Массачусетской больницы общего профиля в Бостоне объявили, что они помещали свиней в подвешенную анимацию с помощью аналогичной техники. Свиньи были подвергнуты анестезии и вызваны большой кровопотерей, а также имитацией — скальпелем — тяжелых травм (например,грамм. проколотая аорта, как это может случиться при автомобильной аварии или стрельбе). После того, как свиньи потеряли около половины своей крови, оставшуюся кровь заменили охлажденным солевым раствором. Когда температура тела достигла 10 ° C (50 ° F), поврежденные кровеносные сосуды были восстановлены, и кровь была возвращена. [16] Метод был испытан 200 раз с вероятностью успеха 90%. [17]
Химически индуцированный
Лаборатория Марка Рота в Исследовательском центре рака им. Фреда Хатчинсона и такие институты, как Suspended Animation, Inc, пытаются внедрить приостановленную анимацию как медицинскую процедуру, включающую терапевтическую индукцию к полной и временной системной ишемии, направленную на получение состояния терпимость к защите-сохранению всего организма, это во время коллапса кровообращения «только в течение ограниченного периода времени один час».Цель — избежать серьезных травм, риска повреждения мозга или смерти, пока пациент не привлечет к себе особого внимания. [18]
См. Также
,В жизни каждого был момент, когда анимация была просто самой крутой вещью, которую вы когда-либо видели. Был ли это фильм Диснея в детстве или, может быть, игра в стиле 3D-игры, которая поразила вас, всегда было что-то впечатляющее, когда воображаемые персонажи двигаются и действуют как в реальной жизни.
И не думайте, что власть осталась незамеченной графическими дизайнерами.
Дизайн šaška ™В цифровую эпоху анимация может сделать больше, чем просто развлечь детей с помощью мыши с лодкой.Это эффективный инструмент для визуального общения. Конечно, он предлагает совершенно новую среду для выражения и творчества, но на более практическом уровне движение анимации привлекает больше внимания, чем статичные изображения. И, учитывая ограничения на живые кадры, иногда лучше всего подходит анимация прыгающего мяча.
В этой статье мы даем всеобъемлющий обзор анимации. Мы обсуждаем анимацию для дизайнеров и даем некоторые приемы из расцвета мультфильмов — столь необходимое обновление для современной эпохи.Мы также продемонстрируем деловую сторону анимации, объяснив, как она может улучшить как UX вашего сайта, так и эффективность кампаний цифрового маркетинга. Так что без дальнейших церемоний, давайте двигаться!
Что такое анимация?
—
Анимация — это захват последовательных статических изображений — рисунков или фотографий неодушевленных предметов — и их воспроизведение в быстрой последовательности, имитирующей движение в реальном мире. Если вы когда-нибудь видели флипбук, вы знаете, как он работает.
Но скорее всего, когда вы спросите «что такое анимация?» Вы хотите что-то большее, чем техническое определение.Откуда это? Какова привлекательность?
Хотя идея последовательного искусства восходит к тысячелетиям — больше, в зависимости от вашей интерпретации наскальных рисунков — анимация, поскольку мы знаем, что это стало возможным только благодаря изобретению киноленты. Однако, оптика, стоящая за анимацией, известна с начала 1800-х годов, как мы видим из phénakisticope (1833) Саймона фон Стампфера ниже.
Одна из первых анимационных картин была на самом деле написана вручную французским художником и изобретателем Шарлем-Эмилем Рейно на его Praxinoscope — одном из первых шагов, которые привели к созданию пленочной камеры.
Стробоскопический диск профессора Штампфера. Via Wikimedia Commons.В первой половине 1900-х годов художники со всего мира экспериментировали с анимацией, такой как недавно обнаруженный Кацудо Шашин , датированный с 1907 по 1911 год и, как утверждается, предшествовал большей части западной анимации. Тем не менее, анимация в основном считалась новинкой до эпохи Уолта Диснея в 1920-х годах, когда звук в кино начал воплощаться в жизнь. Steamboat Willie (1928), «флагманский» мультфильм Диснея, не был первым мультфильмом со звуком, но он был одним из самых популярных в то время.
К 1930-м годам другие студии поняли, что есть деньги, которые можно заработать с помощью анимации, стимул для Warner Bros. запуск Looney Tunes и Merrie Melodies. 1930-е годы стали свидетелями дружеского соперничества между Микки и Багсом, известного теперь как Американский золотой век анимации, — кульминацией которого стала мощная пьеса Диснея « Белоснежка и семь гномов», , первый полнометражный фильм, который будет сделан полностью из рук. изображения.
Остальное уже история. С популяризацией цветного телевидения в конце 1950-х годов на сцену вышла еще одна американская пионер анимации — Ханна-Барбера.После культурной революции 1960-х годов анимация была выбрана для взрослых, наиболее известным из которых был Fritz the Cat (1972) с рейтингом X, созданный по мотивам работы легендарного художника комиксов Роберта Крамба. Наконец, в 1990-х годах компьютерные изображения (CGI) смогли конкурировать с рисованной анимацией, популяризированной первым полностью CGI-фильмом Toy Story (1995).
Учитывая обширную историю анимации, мы видим, что ее привлекательность также широка. Конечно, детям это нравится, потому что большинство детских историй рассказывают о говорящих животных, чайниках или визуальных образах, которые невозможно воплотить в жизнь.
Rewatch Toy Story (1995) — первый в мире фильм со 100% CGI по-прежнему выглядит лучше, чем современная графика, снятая более 20 лет спустя. Через PixarНо чем сложнее становятся методы анимации, тем больше обсуждаются и темы. Хотя CGI сегодня используется практически в каждом фильме, даже полностью анимированные функции могут понравиться взрослым — достаточно взглянуть на популярные анимационные комедии, такие как The Simpsons , Family Guy или South Park .
Возможно, самая большая сила не в том, что он обращается к разным группам, а ко всем группам одновременно.Анимация позволяет художникам вызывать это детское удивление и страх не верить нашим глазам, а использовать эту силу для более зрелого рассказывания историй и даже бизнеса, как мы объясним ниже.
Как эта визуальная техника может понравиться как нашему внутреннему ребенку, так и нашему проницательному взрослому? Просто посмотрите практически любой фильм Pixar . Это безопасное место — ты собираешься сказать мне, что у тебя не было туманных глаз в течение первых десяти минут Up ?
Обзор анимации для бизнеса: Looney Tunes для финансовых благ
—
Помимо кино и телевидения, анимация становится любимой техникой бизнеса в цифровом пространстве.В частности, анимация улучшает дизайн веб-приложений и цифровых маркетинговых кампаний благодаря своим практическим преимуществам так же, как и развлекательный фактор.
Движущаяся графика (то есть анимация таких элементов, как типография, значки, изображения на месте и т. Д.) Предназначена для объяснения концепций с использованием движения, таких как анимированные объекты в веб-дизайне. Хотя анимационная графика не так сосредоточена на рассказывании историй, как анимационные, она все же воплощает в себе многие преимущества анимации, но по-другому. Размещение движущейся графики в правильных местах на веб-сайте может фактически улучшить работу вашего сайта, не говоря уже о вторичных восхитительных преимуществах: обучении посетителя тому, как использовать сайт быстро, эффективно и визуально.
Дизайн Janos NyujtoДопустим, вы только что добавили новую замечательную функцию, но аналитика показывает, что никто не нажимает на нее. Проблема может заключаться в том, что они этого не видят — обычные пользователи настолько привыкли к тому, как выглядит экран, новое дополнение может остаться незамеченным. Быстрое исправление: добавьте небольшую анимацию к новой функции, будь то перемещение значка или пульсирующая точка уведомления.
Использование такой анимации может оказать большое влияние на UX. Вы можете добавить анимированные изображения к наиболее популярным параметрам страницы, чтобы пользователи могли их видеть, если они им нужны.Вы можете обратить больше внимания на призывы к действию, чтобы повысить конверсию. Вы можете использовать анимацию для подтверждения действия (т. Е. Кнопки, которая перемещается при нажатии). Движущаяся графика может даже добавить немного веселья, как и в случае с пасхальными яйцами, которые перемещаются, когда пользователи наводят на них курсор мыши.
Одним из лучших преимуществ графики движения является передача причинно-следственных связей пользователям, особенно с помощью управления жестами на мобильном устройстве. Подумайте о культовом перелистывании Tinder — анимация перетаскивания страницы влево или вправо усиливает иллюзию интерактивности.Такое ощущение, что вы на самом деле что-то двигаете. Представьте себе, если при пролистывании экран просто моргнул и загрузил новый профиль. Приложение не будет таким веселым.
Существует много других способов использования анимации для бизнеса, но рассмотрим ниже некоторые распространенные примеры:
Design by SB.D- Видеоролики-разъяснители — одно из самых популярных применений анимации в современном бизнесе, анимированные видеоролики-объяснители добавляют игривость в другие скучные, не смешные обучающие видеоролики.Компании могут объяснить тонкости своих услуг, не будучи скучным. Единственным недостатком является то, что эта тенденция стала настолько популярной, что компании должны выбрать более экспериментальные и уникальные стили анимации, чтобы выделиться.
- Загрузка страниц — Никто не любит смотреть на пустой экран. Анимации при загрузке страницы не только уменьшают время загрузки и риск отскоков вашего пользователя, но и предоставляют возможность показать индивидуальность вашего бренда или рассмешить пользователя.Иногда люди запоминают анимацию загрузки больше, чем реальный сайт!
- Переходы — Любой, кто использовал старый компьютер, знает, как это сотрясает, когда новые окна открываются без какой-либо церемонии. Анимированные переходы — смахивание, вытирание, постепенное исчезновение градиента, сжатие и т. Д. — влияют на биологию человеческого глаза и делают визуальные изменения как можно более плавными, добавляя общее погружение сайта или приложения. Даже небольшие визуальные изменения, такие как выпадающие меню, выигрывают от небольшой анимации.
- Микровзаимодействия — У графики движения есть множество преимуществ UX.Если у вас возникли проблемы с дизайном интерфейса, добавление анимированных микровзаимодействий может заполнить трещины в вашем UX. Например, добавление анимированного эффекта к призыву к действию может улучшить конверсию.
- Социальные медиа-ролики — Сердце анимации — развлекать и рассказывать истории, поэтому иногда вы должны делать анимированные видео только ради них самих. Создание анимированного видео для социальных сетей может помочь мелким брендам заметиться и помочь крупным брендам выделиться в каналах своих подписчиков.
- Объявления — Рекламные объявления также извлекают выгоду из того внимания, которое привлекает анимация. Особенно рекламные баннеры, которым нужно как можно больше магнетизма, чтобы противостоять баннерной слепоте. С правильным стилем анимации вы обязательно преобразуетесь — просто спросите у Launchpeer, который доказал это своей анимированной рекламой в Instagram.
- Анимированные логотипы — Хотя ортодоксальная реклама диктует «никогда не меняй свой логотип», современные эксперты по брендингу говорят, что анимация является исключением из правил.Адаптивные и анимированные логотипы — логотипы, которые меняются в зависимости от того, как и где они используются — оказались более эффективными, чем статичные.
Но пока мы только что говорили о теории использования анимации. Давайте рассмотрим конкретные типы анимации и то, как вы можете их использовать.
Типы анимации
—
Давайте начнем с объяснения, что «анимация» действительно является общим термином для различных методов добавления движения к изображениям (или неодушевленным объектам).Хотя есть и другие, вот четыре из них, которые дизайнеры считают наиболее полезными:
Анимационный тест. Дисней, через webneel.1. Традиционная анимация — каждый кадр создается индивидуально, а затем запускается последовательно для иллюзии движения. Это исторический корень анимации, но его стоимость и затрачиваемое время — вот причины, по которым аниматоры разрабатывали более современные методы.
2. Двухмерная векторная анимация —Более современное программное обеспечение поддерживает традиционную анимацию.Принцип тот же, но Flash и другие инструменты векторной анимации генерируют множество отдельных кадров на основе входных данных аниматоров.
3. 3D анимация (CGI) — совершенно новый подход к анимации, когда компьютеры генерируют все изображения, а аниматоры вводят движение и углы. Говорят, что анимация CGI ближе к марионеткам и традиционной анимации — аниматоры больше внимания уделяют управлению движениями, а визуальные эффекты остаются за компьютером.
4.Остановить движение — отдельные кадры захватываются путем манипулирования и фотографирования реальных объектов; наиболее известный как глина, но его можно использовать не только с глиной, как вы можете видеть ниже. Хотя это так же дорого и требует много времени, как и традиционная анимация, конечные результаты часто имеют уникальный и бесценный вид.
Design by agnes designВыбор стиля зависит от ваших целей, индивидуальности бренда и бюджета. Создание видео с объяснением остановки движения может помочь вам выделиться из моря общих, но создание интерфейса остановки движения для вашего сайта … возможно, не так уж много.
К настоящему времени у вас должно быть представление о том, как анимация может принести пользу вашему бизнесу, и, возможно, даже несколько планов о том, как ее использовать. Ознакомьтесь с нашим окончательным руководством по видео-маркетингу, чтобы узнать больше!
Но анимации недостаточно — это должна быть хорошая анимация. И за советы о том, как сделать качественную анимацию, у кого лучше спросить, чем у аниматоров Диснея во время золотого века кинокомпании.
Анимация для дизайнеров: оцифровка 12 заповедей Диснея
—
В 1981 году два ведущих аниматора Диснея Фрэнк Томас и Олли Джонсон написали то, что многие считают библией анимации, Иллюзия жизни .В этой книге собраны знания аниматоров Диснея с 1930-х годов, и они призваны дать аниматорам прочную основу для их творчества, затрагивая такие области, как копирование физики реального мира, эмоционального выражения и дизайна персонажей.
В основе книги лежат «12 основных принципов анимации». Хотя этот список лучших практик был предназначен для традиционной анимации, большинство из них остаются такими же сильными в цифровую эпоху … с некоторыми обновлениями тут и там.
1. Сквош и растянуть
Как объект реагирует, когда он касается другого объекта, — как он сжимается и растягивается, — передает свою жесткость и рисует лучшую картину в сознании зрителя.Подумайте о том, как резиновый шарик давит при ударе о землю, а не как шар для боулинга , а не
Этот эффект может быть преувеличен для комического эффекта или реально поддержан для более реалистичных анимаций. Одно золотое правило для обоих стилей заключается в том, что общий объем объекта никогда не изменяется, он просто перераспределяется.
Имитируйте движение, заставляя фигуры сжиматься и растягиваться, как этот эффект отскакивания, разработанный Мэрией Дзиадзюлией. Этот принцип остается в силе и при работе с абстрактными объектами в цифровом пространстве, такими как прыгающие значки.Вы можете выбрать любую точку в спектре между мультипликацией и реалистичностью, если вы учитываете этот реальный закон природы.
2. Ожидание
В реальной жизни люди и вещи не просто движутся внезапно и без предупреждения. Прежде чем кто-то наносит удар, они заводят руку; прежде чем прыгнуть, они согнуть свои колени. Если ваша анимация происходит без ожидаемого действия, она может показаться слишком внезапной и резкой — другими словами, фальшивкой.
Для веб-дизайна это означает дополнительный акцент на состоянии перед анимацией.Например, если вы хотите анимировать нажатие кнопки, вам нужно спроектировать саму кнопку так, чтобы она была поднятой или «нажимной».
3. Постановка
Этот принцип заимствован из театра: постановка — это то, где актеры размещаются на сцене для максимального эффекта. С точки зрения аудитории, действия в передней части сцены кажутся более значительными, чем в задней части.
Анимация, однако, более кинематографична, чем театр, поэтому этот принцип также может учитывать освещение и ракурсы.Для онлайн-анимации рассмотрите возможность добавления теней или смещения угла для достижения наилучшего вида.
4. Прямой ход против позы с позой
Этот принцип относится к методу, используемому для анимации — начиная с начальной позы и создания последовательной, вместо создания ключевых поз во всей последовательности, а затем «заполняя» кадры между ними.
В большинстве компьютерных анимаций используется подход позы к позе, поскольку компьютер генерирует «промежуточные элементы». Однако, если вы страдаете от блока дизайнера, прямой метод может помочь вам придумать идеи.
Дизайн Kid Mindfreak5. Выполнить и перекрыть действие
Они относятся к двум различным, но связанным принципам для захвата реализма. «Выполнение» имеет дело с инерцией и концепцией, согласно которой, когда движущееся тело останавливает движение, некоторые части продолжают следовать. Если бегущая женщина в платье внезапно останавливается, части платья будут продолжать двигаться вперед благодаря импульсу.
«Перекрывающееся действие» относится к тому, как разные части объекта движутся с разной скоростью — когда мы идем, наша левая сторона и наша правая сторона выполняют свои собственные функции и редко бывают идеально синхронизированы.
Обе эти концепции следует учитывать и для абстрактных объектов. Это маленькие росчерки, как это, что можно добавить, что «кое-что дополнительно,» и не в состоянии объяснить эти делает вашу анимацию высокопарным и роботизированная.
6. Медленно и медленно
Это относится к техническому аспекту анимации. Для начала, вы можете замедлить действие в анимации, добавив больше кадров, и наоборот. Поэтому, когда объект ускоряется и замедляется, вы хотите добавить больше кадров, а в середине действия вы хотите использовать меньше кадров.Это заставляет действие наращивать, а затем снижать.
7. Дуга
В попытке создать более естественное движение, оживите движение по траектории дуги. В любом случае, большинство объектов в реальном мире имеют тенденцию двигаться по дугам — рассмотрим Витрувианский Человек да Винчи. Создание движения вдоль траекторий дуги может показаться очевидным, но если вы забудете, ваша анимация будет казаться слегка «выключенной».
Хорошая новость заключается в том, что некоторые анимационные программы позволяют вам самим устанавливать линии движения, поэтому с помощью правильного инструмента этот принцип легко применить.
8. Вторичное действие
Этот принцип немного сложнее, чем другие, потому что он предполагает установление баланса. Идея состоит в том, что когда часть объекта движется, обычно движутся и другие части. Когда вы идете по улице, вы не смотрите прямо в глаза; Вы оглядываетесь, киваете, моргаете и т. д. Эти второстепенные действия могут сделать вашу анимацию более реалистичной, но при этом оставляйте их тонкими, чтобы они не отвлекали от основного действия.
Дизайн manekaЭтот принцип аналогичен «Follow Through» выше, но вторичное действие не обязательно связано с основным действием.Вы можете увидеть и то, и другое в приведенном выше примере: второстепенное действие — это мигание субъекта, следствие — то, как его туловище слегка отскакивает, когда его ноги падают на землю.
9. Сроки
Как мы уже говорили выше, добавление кадров в анимацию замедляет ее, а удаление — ускоряет. Аниматоры должны особенно осознавать это как способ передать такие вещи, как вес, ловкость или даже личность в случае выражения лица.
Другими словами, не оставляйте скорость анимации на волю случая.Подумайте о времени или реальных объектах и соответственно измените темп анимации.
Дизайн ogld10. Преувеличение
Даже самые реалистичные анимации остаются фантазиями … и именно поэтому мы их любим. Анимация позволяет художникам преувеличивать реальную жизнь ради эффекта — просто посмотрите на любой мультфильм Тома и Джерри. Не стесняйтесь использовать преувеличение, чтобы получить желаемое количество глупостей. Например, посмотрите на колеса на этом анимированном экране загрузки, не говоря уже об отдельных вагонах в колесе обозрения.Не преувеличивая, вы могли бы снимать живое видео.
11. Сплошной рисунок
Рисуя свое имя из сплошной геометрии, сплошной рисунок означает учет трехмерного пространства. Особенно когда имеешь дело с 2D-вариантами анимации, может быть легко забыть обо всех трех измерениях (а некоторые мультфильмы игнорируют их напрямую, поэтому редкость видеть персонажей Симпсонов прямо на экране так нервирует).
В частности, Иллюзия жизни предостерегает от создания персонажей, левая и правая стороны которых идентичны.Такие упущения могут рассеять погружение.
12. Обращение
Дизайн bubupandaБольше художественной заботы, чем технической, вы хотите придать объектам вашей анимации привлекательность, чтобы они достойны внимания. Это может быть что-то простое, например яркий цвет, или что-то более креативное, например, широкие глаза аниме. Дело в том, что никто не хочет смотреть анимацию о чем-то скучном.
Пример этого примера имеет очаровательный и уникальный стиль, который сочетает в себе реалистичность с мультфильмами, придавая ему привлекательность: «Я не видел этого раньше.«Это выгодно и для бизнеса, учитывая, что это логотип для реального человека.
Оживите свои дизайны с помощью анимации
—
Дизайн Maryia DziadziuliaНезависимо от того, что анимация является вовлеченным процессом. Нарисовать одну хорошо сделанную картину достаточно сложно, не говоря уже о тысячах. Вот почему анимация — это дисциплина на протяжении всей жизни, а не то, с чем художники балуются по выходным.
Но это дисциплина, которая стоит усилий. Мало того, что анимация имеет явные преимущества для бизнеса и дизайна, это поистине волшебная форма искусства, которая может перенести любой мирский проект на высоту воображения.Попробуйте анимацию, и вы удивитесь, как вам удавалось сидеть в мире статичного дизайна.