;
Кейсы 21 февраля 2022

Самые живучие на Земле: какие необычные свойства тихоходок используют для развития науки

Далее

Тихоходки, или водяные медведи — это почти микроскопические водные животные с пухлым сегментированным телом и приплюснутой головой. Они очень милые, а еще невероятно живучие и могут существовать даже в открытом космосе. «Хайтек» разбирается, как изучение тихоходок двигает науку вперед.

Выживают в космосе, вакууме и в самых глубоких точках нашей планеты — все это про тихоходок.

Когда мы узнали о существовании тихоходок?

Тихоходок открыл в 1773 году немецкий зоолог Иоганн Август Эфраим Гезе, который назвал их маленьким водяным медведем. Три года спустя итальянский биолог Лаззаро Спалланцани назвал группу Tardigrada, или «медленно шагающие» (slow stepper), за их ковыляющую походку. В настоящее время насчитывается около 1 300 известных видов тихоходок в соответствии с ресурсом для названий видов и классификаций (ITIS).

Длина тихоходок может варьироваться от 0,05 до 1,2 мм, но обычно они не длиннее 1 мм. Согласно статье, опубликованной в журнале Arthropod Structure and Development в 2019 году, тело тихоходки обычно состоит из 1 000 клеток. Для сравнения, человеческое тело состоит из нескольких триллионов клеток.

Итальянский биолог Лаззаро Спалланцани назвал группу Tardigrada, или «медленно шагающие» (slow stepper), за их ковыляющую походку

Как устроены тихоходки?

Тихоходки выглядят мягкими, но на самом деле покрыты жесткой кутикулой, похожей на экзоскелет кузнечиков, богомолов и других насекомых. Как и они, тихоходки тоже сбрасывают кутикулу, чтобы расти. У них может быть от четырех до шести когтей на каждой лапе, которые помогают цепляться за растительную материю.

Тихоходки относятся к исключительной категории животных, которых называют экстремофилы. Это существа, выживающие в условиях, смертельных для большинства других. Например, тихоходки могут обходиться без пищи и воды до 30 лет.

Они также могут жить при температурах до абсолютного нуля (−273,15 °C) или выше кипения. А еще при давлении в шесть раз выше, чем в самых глубоких впадинах океана, и в космическом вакууме. Они могут выдержать десятидневный полет на низкую околоземную орбиту, не умирают от ультрафиолетового излучения и космического вакуума.

Почему тихоходки такие живучие?

Частично они такие устойчивые благодаря уникальному белку Dsup — название расшифровывается как «подавляющий повреждения». Белок защищает ДНК от влияния ионизирующего излучения, которое присутствует в почве, воде и растениях.

Еще одна причина — криптобиоз — процесс обезвоживания тканей, который происходит у некоторых растений и животных: он помогает предотвратить смерть организма при длительном воздействии неблагоприятных условий окружающей среды. Тихоходки избавляются от 95% воды в своем организме, втягивают голову и конечности, сворачиваются в маленький шарик и впадают в спячку. Когда условия улучшаются, они снова начинают активный процесс жизнедеятельности.

Различные формы криптобиоза у тихоходок могут быть вызваны четырьмя факторами: засуха, низкие температуры, недостаток кислорода и избыток соли, сообщается в исследовании 2020 года, опубликованном в журнале Scientific Reports.

Тихоходки обитают практически везде, где есть жидкая вода: в океане, пресных озерах и реках, а также в водной пленке, покрывающей наземные мхи и лишайники. Они могут выживать в самых разных условиях: на высоте 6 000 м в Гималайском горном хребте или в океане на глубине более 4 700 м.

Тихоходки даже переживут конец света, так считают ученые из Гарвардского и Оксфордского университетов: они рассмотрели ситуацию столкновения Земли и астероида. Такая катастрофа, скорее всего, уничтожит всех людей, но маленькие тихоходки переживут большинство космических катаклизмов.

Тихоходки обитают практически везде, где есть жидкая вода: в океане, пресных озерах и реках, а также в водной пленке, покрывающей наземные мхи и лишайники

Как знания о тихоходках помогут людям?

  • Сделают нас такими же прочными

Исследователи проводили опыты с белком Dsup, который нашли у тихоходок. В предыдущей главе мы уже сказали, что он защищает беспозвоночных от опасного излучения. Ученые выяснили, что белок помогает человеческим клеткам уменьшить повреждение от рентгеновского облучения на 40%.

  • Помогут проверить гипотезы возникновения жизни

Существует теория панспермии — это гипотеза, которая в основе своей имеет предположение о том, что жизнь на Земле возникла в результате того, что на нашу планету попал жизнеспособный материал из космоса.

Физики из Англии решили проверить эту теорию на тихоходках. Они выстрелили тихоходками в замороженном виде в песок на скорости 728 м/с — беспозвоночные выжили. Если скорость увеличить до 900 м/с, то тихоходки погибают. Отмечается, что беспозвоночные могут выдержать удары и экстремальные условия, а значит, теоретически способны путешествовать между планетами и спутниками.

  • Защитят от ультрафиолета

Ученые из Индии открыли новый вид тихоходок, который может защищаться от ультрафиолета: излучение убивает бактерии, червей, а также остальные виды тихоходок. Вид, который выдерживает излучение, назвали бангалорскими тихоходками в честь города Бангалор, где их нашли.

Авторы решили узнать, можно ли использовать соединения из бангалорских тихоходок, чтобы защитить другие виды от ультрафиолета. В результате выяснилось, что часть обработанных особей выжила, например, нематоды стали выдерживать излучение вдвое лучше.

Ученые из Индии открыли новый вид тихоходок, который может защищаться от ультрафиолета — излучение убивает бактерии, червей, а также остальные виды тихоходок 

Мы еще не все знаем об этих необычных организмах, например, как они эволюционировали и к каким условиям чувствительны — ранее выяснилось, что на беспозвоночных негативно влияет изменения климата. Также осталось понять, как использовать все необычные свойства тихоходок и с помощью них улучшить наши знания об организмах и их свойствах.

Читать далее

Собаки узнают хозяев на расстоянии, не используя обоняние и зрение

Самые точные атомные часы в мире отстают всего на одну секунду за 300 млрд лет

Астрономы нашли новый объект Солнечной системы за орбитой Нептуна