Kaip mažytiai Tardigradai išgyvena kosminį vakuumą? Mikroskopiniai gyvūnai, kurie neketina išnykti

Mikroskopiniai gyvūnai, vadinami tardigradais, mokslui primena beveik nesunaikinamą gyvybės modelį. Jie atlaiko kosminį vakuumą, stiprią radiaciją, užšalimą ir kaitrą, kuri sunaikintų daugumą kitų organizmų.

Nors tardigradai tokie maži, kad juos galima pamatyti tik mikroskopu, jų gebėjimai verčia iš naujo galvoti apie gyvybės ribas. Dalis šių gudrybių jau padeda kuriant naujas medžiagas ir saugoti jautrią biologinę informaciją.

Kas tie tardigradai?

Tardigradai, dar vadinami vandens lokiukais, yra vos apie 0,1–1 milimetro ilgio bestuburiai. Jie gyvena beveik visur, kur yra bent šiek tiek drėgmės: samanose, dirvožemyje, gėluose vandens telkiniuose ir net vandenynų dugne.

Nors iš pažiūros tai paprasti, lėtai judantys gyvūnai, jų organizmas turi neįprastų prisitaikymų rinkinį. Tardigradai sugeba visiškai sustabdyti savo gyvybinius procesus ir vėl „atsibusti“, kai sąlygos tampa palankesnės.

Užšąla, išdžiūsta ir vėl „atsigauna“

Didžiausia tardigradų paslaptis yra gebėjimas pereiti į vadinamąją toninę būseną. Kai aplinka tampa per sausa, per karšta ar per šalta, gyvūnas susiraito į mažą kamuoliuką ir beveik visiškai sustabdo medžiagų apykaitą.

Tokioje būsenoje tardigradas gali ištverti dešimtmečius be vandens ir maisto. Jo kūnas netenka beveik viso vandens, o ląstelėse esančias struktūras apsaugo specialūs baltymai ir cukrūs, leidžiantys išvengti sunkaus pažeidimo.

Kodėl jų nesunaikina kosmosas?

Eksperimentuose, kai tardigradai buvo išsiųsti į atvirą kosmosą, dalis jų išgyveno be papildomos apsaugos. Jie kelioms minutėms ar valandoms buvo palikti kosminiam vakuumui, temperatūros svyravimams ir intensyviai ultravioletinei spinduliuotei.

Grąžinti į Žemę ir sudrėkinti, dalis gyvūnų atsigavo, vėl pradėjo judėti ir net daugintis. Tai rodo, kad jų ląstelės gali susitvarkyti su pažeidimais, kurie daugeliui Žemės organizmų būtų mirtini.

Neįprasta ląstelių apsauga

Tardigradų atsparumą aiškina keli tarpusavyje susiję mechanizmai. Vienas jų yra unikalūs baltymai, kurie ląstelėse elgiasi tarsi apsauginis gelis: jie stabilizuoja membranas ir baltymines struktūras, kai gyvūnas išdžiūsta ar užšąla.

Kitas svarbus veiksnys yra efektyvūs DNR taisymo procesai. Net ir gavus didelę radiacijos dozę, tardigradų ląstelės geba taisyti genetinę medžiagą ir taip išvengti mirtinų mutacijų.

Ką jie ištveria skaičiais?

Laboratoriniai tyrimai rodo, kad kai kurioms tardigradų rūšims pavyksta išgyventi atšaldymą iki beveik absoliutaus nulio slenksčio. Kiti eksperimentai parodė, kad jie gali pakelti ir daugiau kaip 150 laipsnių karštį, jei yra toninėje būsenoje ir trumpą laiką.

Šiems gyvūnams pavyksta išgyventi spaudimą, kuris viršija slėgį vandenynų duobėse, ir dideles radiacijos dozes, pavojingas žmogui. Vis dėlto tai nereiškia, kad tardigradai yra visiškai nemirtingi, jų atsparumas turi ribas, ypač jei poveikis trunka ilgai.

Ko mus moko vandens lokiukai?

Tardigradų gebėjimai domina ne tik biologus, bet ir medžiagų, farmacijos bei kosmoso tyrimų specialistus. Jų išdžiūvusių ląstelių apsaugos mechanizmai gali padėti sukurti stabilesnes vakcinų ar fermentų formas, kurias būtų lengviau laikyti be šaldymo.

Taip pat analizuojama, kaip tardigradų baltymai saugo DNR nuo pažeidimų. Tokie procesai teoriškai gali būti pritaikomi kuriant geresnę apsaugą nuo radiacijos astronautams ar jautriems medicininiams prietaisams.

Gyvybės ribos už Žemės?

Tardigradai dažnai minimi svarstant, kokia gyvybė galėtų egzistuoti kitose Saulės sistemos vietose. Jei mikroskopiniai gyvūnai išgyvena kosminį vakuumą ir ekstremalias sąlygas, tai rodo, kad gyvybė gali būti atsparesnė, nei ilgai manyta.

Nors nėra įrodymų, kad tardigradai ar kiti Žemės organizmai sėkmingai įsitvirtintų kitose planetose, jų pavyzdys leidžia plačiau svarstyti apie galimą gyvybės įvairovę. Tai svarbu planuojant būsimus zondus ir tiriant, kaip išvengti netyčinio kitų pasaulių užteršimo.

Ar tokį „supergyvį“ galima pamatyti?

Nors tardigradai yra nematomi plika akimi, juos gali aptikti ir namų sąlygomis smalsesni gamtos stebėtojai. Tam reikia paprasto mikroskopo, indelio su vandeniu ir šiek tiek samanų nuo medžio žievės ar stogo.

Sumirkytose samanose dažnai slypi šie mikroskopiniai gyvūnai, lėtai judantys ir primenantys storus aštuonkojus su keturiomis kojų poromis. Toks stebėjimas leidžia iš arti pamatyti vienus atspariausių žinomų gyvų organizmų Žemėje.