Mikä on sitkein olento maan päällä. Vakavimpia eläimiä ovat Saharan asukkaat

Nämä tardigradit ovat yksi planeettamme kestävimmistä olennoista. Ne selviävät yli sata vuotta ilman vettä, pystyvät selviytymään -271°C:ssa nestemäisessä heliumissa ja +100°C:ssa kiehuvassa vedessä, kestävät 1000 kertaa suurempia säteilyannoksia kuin ihmiset ja pysyvät jopa sisällä. ulkoavaruus!

Tardigradit herättivät varhaisten tutkijoiden huomion hämmästyttävällä kestävyydellä. Epäsuotuisten olosuhteiden vallitessa ne voivat joutua keskeytetyn animaation tilaan vuosiksi; ja kun olosuhteet syntyvät, ne heräävät eloon melko nopeasti. Tardigradit selviytyvät pääasiassa ns. anhydrobioosi, kuivuminen. Kuivuessaan ne vetävät raajat kehoon, pienentävät tilavuutta ja ottavat tynnyrin muodon. Pinta on päällystetty vahapinnoitteella, joka estää haihtumista. Suspendoidun animaation aikana niiden aineenvaihdunta putoaa 0,01 %:iin ja vesipitoisuus voi nousta jopa 1 %:iin normaalista.

Keskeytetyn animaation tilassa tardigradit kestävät uskomattomia kuormia.

Lämpötila. Pysy 20 kuukautta. nestemäisessä ilmassa -193 °C:ssa, kahdeksan tunnin jäähdytys nestemäisellä heliumilla -271 °C:seen; lämmitetään 60-65 °C:seen 10 tunniksi ja 100 °C:seen tunnin ajaksi.

570 000 röntgensäteilyn ionisoiva säteily tappaa noin 50 % altistuneista tardigradeista. Ihmisille tappava säteilyannos on vain 500 roentgeenia.

Tunnelma: Heräsi henkiin puolen tunnin tyhjiössä olon jälkeen. Ne voivat pysyä rikkivedyn ja hiilidioksidin ilmakehässä melko pitkään.

Paine: Japanilaisten biofyysikkojen tekemän kokeen aikana "nukkuvat" tardigradit asetettiin suljettuun Muovinen säilytysastia ja upotti hänet vedellä täytettyyn kammioon korkeapaine, nostaen sen vähitellen 600 MPa:iin (n. 6000 ilmakehään), mikä on lähes 6 kertaa korkeampi kuin alimman kohdan painetaso Marianan hauta. Ei ollut väliä millä nesteellä säiliö oli täytetty: vedellä tai myrkyttömällä heikolla liuottimella, perfluorihiilivedellä C8F18, eloonjäämistulokset olivat samat.

Ulkoavaruus: Ruotsalaisten tiedemiesten kokeessa Richtersius coronifer- ja Milnesium tardigradum -lajien tardigradit jaettiin kolmeen ryhmään. Yksi heistä joutui kiertoradalle saapuessaan tyhjiöolosuhteisiin ja altistui niille kosminen säteily. Tämän lisäksi toista ryhmää säteilytettiin myös ultraviolettisäteilyllä A ja B (280 - 400 nm). Kolmas ryhmä eläimiä altistettiin ultraviolettivalon täydelle spektrille (116 - 400 nm). Kaikki tardigradit olivat keskeytetyn animaation tilassa. 10 ulkoavaruudessa vietetyn päivän jälkeen lähes kaikki organismit kuivuivat, mutta laivalla avaruusalus tardigradit palasivat normaaliksi. Useimmat eläimet, jotka altistettiin ultraviolettisäteilylle aallonpituudella 280 - 400 nm, selvisivät ja kykenivät lisääntymään. Ultraviolettisäteilyllä oli kuitenkin kriittinen vaikutus, vain 12% toisen ryhmän eläimistä selvisi, kaikki kuuluivat Milnesium tardigradum -lajiin. Eloonjääneet kykenivät kuitenkin synnyttämään normaaleja jälkeläisiä, vaikka heidän hedelmällisyytensä oli alhaisempi kuin vertailuryhmän maapallolla. Kaikki kolmannen ryhmän eläimet kuolivat muutama päivä Maahan palaamisen jälkeen.

Kosteus: tiedetään tapaus, jossa erämaasta otettu sammal, noin 120 vuotta sen kuivumisen jälkeen, laitettiin veteen, sen tardigradit heräsivät eloon ja pystyivät lisääntymään.

Olemme tottuneet siihen, että ihmisten tärkein etu muihin eläimiin verrattuna on älykkyys ja kyky ajatella, mikä lopulta auttoi heitä tulemaan hallitsevaksi lajiksi maailmassa. maapallo. Kilpaileminen eläinten kanssa fyysisestä paremmuudesta näyttää ensisilmäyksellä typerältä - aseeton ihminen ei koskaan pysty voittamaan karhua tai tiikeria. Mutta käy ilmi, että meillä on piilotettu ase, jolla voimme ylittää ehdottomasti minkä tahansa olennon maailmassa - tämä on juoksun kesto.

Kiinnostus juoksemiseen tuli erityisesti esiin vuonna Viime aikoina, kun kaupungeissa alettiin järjestää massamaratoneja, joihin osallistui tuhansia ihmisiä. Intohimo juoksuharjoituksiin on johtanut syvälliseen tutkimukseen juoksun mekanismeista ei vain ihmisillä, vaan myös eläimillä. Tarkkaillessaan erilaisia eläimiä ja ihmisiä, tutkijat ovat tunnistaneet yhden epätavallisen piirteen ihmisissä - niiden kestävyys ylittää kaikki muut elävät olennot.

Ihmisen juoksunopeuden vertaaminen gepardiin tai vaikkapa hevoseen on melko typerää: eläin voittaa helposti. Mutta eläimet eivät koskaan juokse pitkiä matkoja. Sama gepardi, joka on kiihtynyt muutamaksi sekunniksi mieleenpainuvaan nopeuteen, pakotetaan lepäämään tunnin ajan varjossa puun alla, jolloin lämpötila laskee oma keho takaisin normaaliin. Jos gepardi kilpailisi kilpailussa urheilijan - maratonjuoksijan - kanssa, henkilö olisi varmasti lopussa häntä edellä. Yksinkertaisesti siksi, että ihmisen ei tarvitse pysähtyä optimoidakseen oman ruumiinlämpönsä. Hän tekee tämän juoksemalla ulostusjärjestelmän hallinnassa. Paksujen hiusten ja täydellisen hikoilun puuttuminen on valtava evoluution lahja, jonka avulla ihminen voi juosta laajoja matkoja ilman lepoa. Kuumana päivänä 42 kilometrin maratonmatkalla ihminen voittaa hevosenkin.

Cheetah Sarah - eniten nopea nisäkäs maailmassa - juoksee 100 metriä 5,95 sekunnissa. Mutta hänkään ei voi voittaa ihmistä pitkän matkan juoksukilpailussa.

Tutkijat uskovat, että juoksemisessa on ainutlaatuinen kestävyys moderni mies on velkaa kaukaisille esi-isilleen, jotka joutuivat vielä keksimään rintareppua ja jousia pitkään aikaan juosta eläimen perässä kuluttaaksesi sen ja tappaa se sitten kivellä tai mailalla. Tuhansien vuosien tällaisen metsästyksen aikana ihmiset ovat kehittäneet organismin, joka sopii ihanteellisesti juoksemiseen. Tätä todistavat paitsi kaikkien elävien organismien täydellisin hieneritysjärjestelmä, myös monet muut ominaisuudet. Esimerkiksi jalan ja varpaiden mittasuhteet ovat ihanteelliset pitkille lenkkeille. Jos jälkimmäinen olisi vähintään 20 % pidempi, juoksun aikana jalkojen lihakset joutuisivat tekemään 2 kertaa enemmän työtä kuin nyt. Jopa se tosiasia, että kehomme on sopeutunut juoksemiseen, on todisteena siitä, että peukalo on aina suoristettuna ja on paljon tehokkaampi kuin kaikki muut suorittaakseen päätyöntötoiminnon juoksun aikana. Kapea vyötärö mahdollistaa vapaan työskentelyn käsillämme juoksun aikana pitäen suoran liikeradan, ja kehittynyt tasapainotaju mahdollistaa pään pysymisen paikallaan myös juoksussa epätasaisella alustalla. Ja ihmiskehon suurin lihas - gluteus maximus -lihas alkaa toimia täysin vasta juostessa ja suorittaa tuskin puolet kyvystään kävellessä.

Kaikki nämä tekijät antavat ihmiselle juostessa valtavia etuja, joita ei muiden eläinten nopeus tai vahvuus voi voittaa.

Jos löydät virheen, korosta tekstinpätkä ja napsauta Ctrl+Enter.

Ne selviävät jopa kymmenen vuotta ilman vettä, selviävät -271°C:ssa nestemäisessä heliumissa ja +100°C:ssa kiehuvassa vedessä, kestävät 1000 kertaa enemmän säteilyä kuin ihmiset ja ovat olleet jopa ulkoavaruudessa!

Tardigrada (lat. Tardigrada) on eräänlainen mikroskooppinen selkärangattomien tyyppi, joka on lähellä niveljalkaisia. Saksalainen pastori I. A. Götze kuvaili tämän eläimen ensimmäisen kerran vuonna 1773 nimellä kleiner Wasserbär (pieni vesikarhu). Vuonna 1777 italialainen tiedemies Lazzaro Spallanzani antoi heille nimen il tardigrado, tardigrada, jonka latinoitu muoto on Tardigrada (vuodesta 1840).

Tardigradien (tai niitä kutsutaan myös vesikarhuiksi) rungon koko on 0,1-1,5 mm, läpikuultava, joka koostuu neljästä segmentistä ja päästä. Varustettu 4 parilla lyhyitä ja paksuja jalkoja, joiden päässä on 4-8 pitkää harjasmaista kynttä, ja viimeinen pari jalat osoittavat taaksepäin. Tardigradit liikkuvat todella hitaasti - vain 2-3 mm minuutissa. Suuosat ovat pari teräviä mandreeja, jotka lävistävät levien ja sammaleiden solukalvot, joista tardigradit ruokkivat. Tardigradeilla on ruoansulatus-, eritys-, hermo- ja lisääntymisjärjestelmät; heillä ei kuitenkaan ole hengitys- tai verenkiertoelimiä - hengitys tapahtuu iholla, ja veren roolissa on neste, joka täyttää kehon ontelon.

Tällä hetkellä tunnetaan yli 900 tardigradia (Venäjällä - 120 lajia). Mikroskooppisen koonsa ja kykynsä kestää epäsuotuisia olosuhteita, niitä on kaikkialla Himalajalta (jopa 6000 m) meren syvyydet(alle 4000 m). Tardigradeja on löydetty kuumista lähteistä, jään alta (esimerkiksi Huippuvuorilta) ja valtameren pohjalta. Ne leviävät passiivisesti - tuulen, veden ja erilaisten eläinten välityksellä.

Kaikki tardigradit ovat jossain määrin vedessä. Noin 10 % - meren elämää, muita löytyy makeasta vedestä, mutta useimmat elävät sammal- ja jäkälätyynyissä maassa, puissa, kivissä ja kiviseinissä. Tardigradien määrä sammalissa voi olla hyvin suuri - satoja, jopa tuhansia yksilöitä 1 g:ssa kuivattua sammalta. Tardigradit ruokkivat niiden kasvien ja levien nesteitä, joissa ne elävät. Jotkut lajit syövät pieniä eläimiä - rotifereja, sukkulamatoja ja muita tardigradeja. Ne puolestaan toimivat saaliina punkeille ja jousihäntälle.

Kuivuessaan ne vetävät raajat kehoon, pienentävät tilavuutta ja ottavat tynnyrin muodon. Pinta on päällystetty vahapinnoitteella, joka estää haihtumista. Suspendoidun animaation aikana niiden aineenvaihdunta putoaa 0,01 %:iin ja vesipitoisuus voi nousta jopa 1 %:iin normaalista.

Keskeytetyn animaation tilassa tardigradit kestävät uskomattomia kuormia.

* Lämpötila. Pysy 20 kuukautta. nestemäisessä ilmassa -193 °C:ssa, kahdeksan tunnin jäähdytys nestemäisellä heliumilla -271 °C:seen; lämmitetään 60-65 °C:seen 10 tunniksi ja 100 °C:seen tunnin ajaksi.

* 570 000 röntgensäteilyn ionisoiva säteily tappaa noin 50 % altistuneista tardigradeista. Ihmisille tappava säteilyannos on vain 500 roentgeenia.

* Tunnelma: Heräsi eloon oltuaan puolen tunnin tyhjiössä. Ne voivat pysyä rikkivedyn ja hiilidioksidin ilmakehässä melko pitkään.

* Paine: Japanilaisten biofyysikkojen kokeessa "nukkuvat" tardigradit laitettiin suljettuun muovisäiliöön ja upotettiin korkeapainekammioon, joka oli täytetty vedellä, jolloin paine nostettiin vähitellen 600 MPa:iin (noin 6000 ilmakehää), mikä on lähes 6 kertaa korkeampi kuin Mariaanin kaivon alimman kohdan paine. Ei ollut väliä millä nesteellä säiliö oli täytetty: vedellä tai myrkyttömällä heikolla liuottimella, perfluorihiilivedellä C8F18, eloonjäämistulokset olivat samat.

* Kosteus: tiedetään tapaus, jossa autiomaasta otettu sammal, noin 120 vuotta sen kuivumisen jälkeen, asetettiin veteen, sen tardigradit heräsivät eloon ja pystyivät lisääntymään.

Syyskuussa 2007 Euroopan avaruusjärjestö lähetti useita yksilöitä avaruuteen 160 mailin korkeuteen. Jotkut vesikarhut altistuvat vain tyhjiölle, jotkut myös säteilylle, joka oli 1000 kertaa suurempi kuin maan taustasäteily. Kaikki tardigradit eivät vain selviytyneet, vaan myös munineet ja lisääntyneet onnistuneesti

Ratakokeet ovat osoittaneet, että tardigradit - pienet niveljalkaiset, joiden koko vaihtelee 0,1-1,5 millimetriä - pystyvät selviytymään ulkoavaruudessa. Useiden maiden biologit osoittivat työssään, jonka tulokset julkaistiin Current Biology -lehdessä, että jotkut tardigradit pystyvät täysin palauttamaan elintärkeät toimintansa ja tuottamaan elinkelpoisia jälkeläisiä.

Tässä työssä biologien ryhmä, jota johti Ingemar Jonsson Kristianstadin yliopistosta, lähetti Maan kiertoradalle kaksi tardigradia - Richtersius coronifer ja Milnesium tardigradum. Niveljalkaiset viettivät 10 päivää venäläisellä miehittämättömällä ajoneuvolla Foton-M3. Tardigradeja on ollut avaruudessa yhteensä 120, kustakin lajista 60 yksilöä. Lennon aikana yksi niveljalkaisten ryhmä, mukaan lukien molemmat lajit, oli tyhjiössä (kammion tardigradeilla avoimesta tilasta erottava suljin oli auki), mutta oli suojattu auringonsäteily erityinen näyttö. Kaksi muuta ryhmää tardigradeja vietti 10 päivää tyhjiössä ja altistettiin ultravioletti A (aallonpituus 400 - 315 nanometriä) tai ultravioletti B (aallonpituus 315 - 280 nanometriä). Viimeinen ryhmä niveljalkaiset kokivat kaikki ulkoavaruuden "ominaisuudet".

Kaikki tardigradit olivat keskeytetyn animaation tilassa. 10 ulkoavaruudessa vietetyn päivän jälkeen lähes kaikki organismit kuivuivat, mutta avaruusaluksella tardigradit palasivat normaaliksi. Useimmat eläimet, jotka altistettiin ultraviolettisäteilylle aallonpituudella 280 - 400 nm, selvisivät ja pystyivät lisääntymään. R. coroniferin yksilöt eivät selvinneet kaikista vaikutuksista (matala lämpötila, tyhjiö, ultravioletti A ja B), vain 12 % tämän ryhmän eläimistä selvisi, kaikki kuuluivat Milnesium tardigradum -lajiin. Eloonjääneet kykenivät kuitenkin synnyttämään normaaleja jälkeläisiä, vaikka heidän hedelmällisyytensä oli alhaisempi kuin vertailuryhmän maapallolla.

Toistaiseksi tutkijat eivät tiedä mekanismeja, jotka auttoivat tardigradeja selviytymään altistumisesta ulkoavaruuden ankaralle ultraviolettisäteilylle. Tämän aallonpituuden säteily aiheuttaa DNA-katkoja ja mutaatioita. Tardigradeilla on luultavasti erityisiä puolustusjärjestelmiä, jotka suojaavat tai korjaavat nopeasti niiden geneettistä materiaalia. Sen ymmärtäminen, kuinka elävät järjestelmät pystyvät suojautumaan avaruuden haitallisilta vaikutuksilta, on tärkeää astronautiikan kehitykselle ja pitkän matkan avaruuslentojen ja kuun tukikohdan järjestämiselle.

Mikä on tardigradien selviytymisen salaisuus? He eivät vain pääse tilaan, jossa heidän aineenvaihdunta käytännössä pysähtyy, vaan myös ylläpitää tätä tilaa vuosia milloin tahansa olemassaolonsa aikana.

Tässä on esimerkki arktisesta alueesta Adorybiotus coronifer tässä jäätyneessä tilassa:

Mutta tämän olennon vuodenaikojen vaihtelut sääolosuhteiden mukaan (1 - kylmä syksy ja talvi; 2 – jousi; 3 – aktiivinen muoto, kesä; 4 - sulaminen):

Siten tardigradien olemassaolo kumoaa teorian, jonka mukaan vain torakat pystyvät selviytymään ydinräjähdys. Tämä olento on paljon sitkeämpi, monta kertaa pienempi kuin torakka ja myös paljon söpömpi :)

Heidän italialainen nimensä on "tardigrado" latinalaista alkuperää ja tarkoittaa "hidastusta". Se annettiin eläinten löytämisen yhteydessä niiden hitaiden liikkeiden vuoksi. Tardigradit ovat lähes läpinäkyviä ja saavuttavat keskimäärin puoli millimetriä pitkiä. Tardigradin runko koostuu viidestä osasta: selkeästi määritellystä päästä, jossa on suu, ja neljästä segmentistä, joista jokaisessa on kynnet jalat. Eläinten ruumis on peitetty ohuella ja joustavalla, kestävällä kynsinauholla, joka irtoaa kasvaessaan (sulattaessa). Anatominen rakenne nämä pienet eläimet muistuttavat rakenteeltaan suurempia. Erityisesti tardigradeilla on aivot selkäpuolella, pienet silmät ja hermosolmukkeet vatsan puolella (kuten kärpäsillä). Heidän Ruoansulatuselimistö sisältää suun, jossa on terävät mandriimat ja nielulaajennus muiden mikroskooppisten eläinten tai kasvien solujen sisällön, suoliston ja peräaukon imemiseksi. Onneksi tardigradit eivät ole patogeenisiä ihmisille. Heillä on pitkittäiset lihakset ja erityselimet.

Yksi dorsaalisesti sijaitseva pussin muotoinen sukupuolirauhanen erottaa urokset, naaraat ja itsehedelmöittyvät hermafrodiitit. Jotkut lajit koostuvat vain naaraista, jotka lisääntyvät partenogeneesillä, toisin sanoen ilman urosten osallistumista. Pienen kokonsa vuoksi tardigradit eivät vaadi hengitys- ja verenkiertoelimiä kaasunvaihtoon. Kehonontelossa oleva neste suorittaa hengitys- ja hengitystoimintoja verenkiertojärjestelmät. Tardigradit ovat systemaattisesti hyvin lähellä niveljalkaisia, erityisesti äyriäisiä ja hyönteisiä, jotka myös menettävät kynsinauhonsa kasvun aikana ja joilla on eniten lajeja maan päällä. Koska tardigradit ovat hyvin lähellä niveljalkaisia, ne eivät ole niitä. Erilaisia Tardigradeja on löydetty kaikkialta planeetalta: alkaen napa-alueet päiväntasaajalle, rannikkoalueilta1 valtameren syvyyksiin ja jopa vuorten huipulle. Tähän mennessä on kuvattu noin 1 100 tardigradilajia, jotka elävät merissä, järvissä ja joissa tai maanpäällisissä elinympäristöissä. Niiden määrä kasvaa nopeasti joka vuosi uusien löytöjen ja olemassa olevien lajien tarkistusten vuoksi.

Vaikka kaikki tardigradit tarvitsevat vettä selviytyäkseen, monet lajit voivat selviytyä jopa ilman tilapäistä vettä. Näin ollen eniten tardigradeja löydettiin maasta, jossa ne elävät sammalissa, jäkäläissä, lehdissä ja märkä maaperä. Tardigradien laaja levinneisyys maan päällä liittyy läheisesti niiden selviytymisstrategioihin.

Maanpäälliset tardigradit voivat elää kahdessa päätilassa: aktiivisessa tilassa ja kryptobioosissa2. Kun tardigradit ovat aktiivisia, ne tarvitsevat vettä syödäkseen, kasvaakseen, lisääntyäkseen, liikkuakseen ja suorittaakseen normaalia toimintaa. Kryptobioosin tilassa aineenvaihdunta pysähtyy veden puutteen vuoksi. Kun olosuhteet muuttuvat ympäristöön ja kun vettä ilmestyy, ne voivat palata jälleen aktiiviseen tilaan. Sellainen käännettävä jousitus metabolinen aktiivisuus, luonnollisesti, verrattiin kuolemaan ja ylösnousemukseen. Maanpäälliset tardigradit reagoivat ärsykkeisiin eri tavalla riippuen stressin lähteistä, ja niiden vasteita kutsutaan kollektiivisesti kryptobioosiksi. Tämä tila voi johtua kuivumisesta (anhydrobioosi), jäätymisestä (kryobioosi), hapen puutteesta (anoksibioosi) ja suurista liuenneiden aineiden pitoisuuksista (osmobioosi).

Anhydrobioosi, lähes täydellisestä kuivumisesta johtuva metabolinen lepotila, on yleinen ilmiö maanpäällisillä tardigradeilla, jotka voivat tulla tähän tilaan useita kertoja. Selviytyäkseen tässä siirtymätilassa tardigradien on kuivuttava hyvin hitaasti. Maan tardigradien asuttamat ruoho, sammalet ja jäkälät sisältävät lukuisia vesilammikoita, kuten sieniä, jotka kuivuvat erittäin hitaasti. Tardigradit kuivuvat, kun niiden ympäristö menettää vettä. Heillä ei ole muuta mahdollisuutta paeta, koska tardigradit ovat liian pieniä juosta. Tardigrade menettää jopa 97 % vesipitoisuudestaan ja kuivuu muodostaen muodon, joka on noin kolmannes alkuperäisestä koostaan, jota kutsutaan "tynnyriksi". Tällaisen "tynnyrin" muodostuminen tapahtuu, kun eläin vetää jalkansa ja päänsä kehoonsa pienentääkseen pinta-alaansa. Kun kaste, sade tai sulanut lumi nesteyttää, tardigrad voi palata aktiiviseen tilaan minuuteissa tai tunneissa. Tämä hämmästyttävä kyky eloonjääminen näyttää olevan suora vastaus nopeisiin ja arvaamattomiin muutoksiin maan mikroympäristössä.

Meren tardigradit eivät kehitä tällaisia ominaisuuksia, koska niiden ympäristö on yleensä vakaampi. Eläin voi olla anhydrobioositilassa useista kuukausista kahteenkymmeneen vuoteen lajista riippuen ja selviytyä melkein mistä tahansa. Tardigraden tunnetuin ominaisuus on sen kyky selviytyä äärimmäisissä olosuhteissa äärimmäisissä olosuhteissa. Kokeiden aikana kuivatut tardigradit altistettiin lämpötiloille, jotka vaihtelivat miinus 272,95 °C:sta, ts. lähellä absoluuttista nollaa, +150°C asti, ts. uunin lämpötilassa kakun paistamisen aikana. Rehydraation jälkeen eläimet palaavat aktiiviseen tilaan. Siten tardigradit, jotka olivat anhydrobioositilassa useita vuosia -80 °C:n lämpötilassa, selvisivät. Tardigradeja on myös paljastunut ilmakehän paine, 12 000 kertaa suurempi normaali paine sekä altistuminen liiallisille määrille tukehduttaville kaasuille (hiilimonoksidi, hiilidioksidi), ja he pystyivät palaamaan aktiiviseen tilaan nesteytyksen jälkeen. Vaikutus ionisoiva säteily, yli 1000 kertaa tappava ihmisille, ei vaikuttanut tardigradeihin.

Vuonna 2007 tardigradista tuli ensimmäinen eläin, joka selvisi tuhoisan avaruusympäristön vaikutuksista. TARDIS-avaruusaluksella tehdyssä kokeessa Euroopan avaruusjärjestön toimittamien laitteiden ansiosta anhydrobioositilassa olevat tardigradit altistettiin suoraan auringon säteilylle ja avaruuden tyhjiölle venäläisen Foton-M3-avaruusaluksen tehtävän aikana. Ajoneuvon ollessa kiertoradalla 260 km maan pinnan yläpuolella, tutkijat avasivat tynnyritardigradeja sisältävän kontin, jolloin ne altistettiin auringolle ja erityisesti ultraviolettisäteilylle. Palattuaan maan päälle nesteytyksen jälkeen eläimet alkoivat liikkua - he selvisivät.

Kesällä 2011 Italian avaruusjärjestön tukeman TARDIKISS-kokeen aikana tardigradeja lähetettiin avaruuteen Internationalilla. avaruusasema(ISS) NASAn avaruussukkulalla Endeavour. Tardigradit ja niiden munat altistettiin ionisoivalle säteilylle ja mikrogravitaatiolle. Jälleen kerran, kun eläimet olivat palanneet Maahan, munat kuoriutuivat ja eläimet selvisivät hengissä, söivät, kasvoivat, sulaivat ja lisääntyivät ikään kuin he olisivat palanneet mukavalta pieneltä risteilyltä avaruuden halki. Mitä biologisia vastustuskykymekanismeja tardigradit käyttävät suojautuakseen näissä erilaisissa stressiolosuhteissa?

Tardigradien fysiologiset ja biokemialliset mekanismit, jotka varmistavat tardigradin kestävyyden, ovat vielä vähän tunnettuja, eikä tähän mennessä ole yleisesti hyväksyttyä selitystä. Viime vuosina tardigradien kestävyys on kuitenkin herättänyt kiinnostusta. suuri määrä tutkijat, jotka käyttivät tutkimuksessaan uusia molekyyli- ja biokemiallisia työkaluja. Nyt on selvää, että anhydrobioosin taustalla olevat mekanismit voivat edistää tardigradien kestävyyttä muissa stressaavissa olosuhteissa käyttämällä erilaisia biokemiallisia ja fysiologisia mekanismeja. Taustalla oleva mekanismi sisältää erilaisten molekyylien synteesi, jotka toimivat yhdessä biosuojaaineina: trehaloosi, sokeri ja stressiproteiinit, joita kutsutaan yleisesti lämpösokkiproteiineiksi.

Kun kuivuminen tapahtuu, merkittävän vesimäärän menetys johtaa yleensä solujen ja kudosten tuhoutumiseen ja siten kehon kuolemaan. Tardigradien tapauksessa dehydraatioresistenssin saavuttamisen ja trehaloosin biosynteesin välillä on suhde, koska tardigradit keräävät tätä sokeria kuivumisen aikana. Trehaloosin synteesi ja kerääntyminen suojaa tardigrade-soluja ja kudoksia korvaamalla kuivumisen vuoksi menetettyä vettä. Lämpösokkiproteiinit, erityisesti HSP70, toimivat todennäköisesti yhdessä trehaloosin kanssa ja suojaavat suuria molekyylejä ja solukalvot kuivumisen aiheuttamilta vaurioilta. Ionisoiva ja UV-säteily hajottaa suuria molekyylejä, kuten DNA:ta, ja johtaa oksidatiiviseen stressiin, mikä saa aikaan samanlaisia vaikutuksia kuin kiihtynyt ikääntyminen.

Tästä syystä tardigradien kyky selviytyä voimakkaasta säteilystä saa tutkijat uskomaan, että eläimillä on tehokas DNA-korjausmekanismi ja suojaava antioksidanttijärjestelmä. Tiedemiesten kasvava kiinnostus tardigradeja kohtaan liittyy epäilemättä mahdollisuuteen soveltaa hankittua tietoa dehydraatiosta ja tardigradien pakkasenkestävyyden mekanismeista biomateriaalien (esimerkiksi solut, rokotteet, ruoka jne.) kylmäsäilytykseen. Nämä pienet, näkymätön eläimet voivat auttaa meitä ymmärtämään elävien järjestelmien luonteen perusperiaatteet. Ole siis varovainen ruoholla kävellessä.

Jatkamme omamme täydentämistä!

Niiden sanotaan selviävän jopa kymmenen vuotta ilman vettä, selviytyvän -271°C:ssa nestemäisessä heliumissa ja +100°C:ssa kiehuvassa vedessä, kestävät 1000 kertaa enemmän säteilyä kuin ihmiset ja ovat olleet jopa ulkoavaruudessa!

Selvitetään KUKA TÄMÄ ON ja onko se totta...

Tardigradien (tai niitä kutsutaan myös vesikarhuiksi) rungon koko on 0,1-1,5 mm, läpikuultava, joka koostuu neljästä segmentistä ja päästä. Varustettu 4 parilla lyhyitä ja paksuja jalkoja, joiden päässä on 4-8 pitkää harjasmaista kynttä, joista viimeinen jalkapari on suunnattu taaksepäin. Tardigradit liikkuvat todella hitaasti - vain 2-3 mm minuutissa. Suuosat ovat pari teräviä mandreeja, jotka lävistävät levien ja sammaleiden solukalvot, joista tardigradit ruokkivat. Tardigradeilla on ruoansulatus-, eritys-, hermo- ja lisääntymisjärjestelmät; heillä ei kuitenkaan ole hengitys- tai verenkiertoelimistöä – ihohengitystä, ja veren roolissa on ruumiinontelon täyttävä neste.

Tällä hetkellä tunnetaan yli 900 tardigradia (Venäjällä on 120 lajia). Mikroskooppisen kokonsa ja epäsuotuisia olosuhteita kestävän kykynsä vuoksi niitä on kaikkialla Himalajalta (jopa 6000 m) meren syvyyksiin (alle 4000 m). Tardigradeja on löydetty kuumista lähteistä, jään alta (esimerkiksi Huippuvuorilta) ja valtameren pohjalta. Ne leviävät passiivisesti - tuulen, veden ja erilaisten eläinten välityksellä.

Kaikki tardigradit ovat jossain määrin vedessä. Noin 10 % on meren asukkaita, osa tavataan makeassa vedessä, mutta suurin osa asuu sammal- ja jäkälätyynyissä maassa, puissa, kivissä ja kiviseinissä. Tardigradien määrä sammalissa voi olla hyvin suuri - satoja, jopa tuhansia yksilöitä 1 g:ssa kuivattua sammalta. Tardigradit ruokkivat niiden kasvien ja levien nesteitä, joissa ne elävät. Jotkut lajit syövät pieniä eläimiä - rotifereja, sukkulamatoja ja muita tardigradeja. Ne puolestaan toimivat saaliina punkeille ja jousihäntälle.

Keskeytetyn animaation tilassa tardigradit kestävät uskomattomia kuormia.

* 570 000 röntgensäteilyn ionisoiva säteily tappaa noin 50 % altistuneista tardigradeista. Ihmisille tappava säteilyannos on vain 500 roentgeenia.

* Tunnelma: Heräsi eloon oltuaan puolen tunnin tyhjiössä. Ne voivat pysyä rikkivedyn ja hiilidioksidin ilmakehässä melko pitkään.

* Kosteus: tiedetään tapaus, jossa autiomaasta otettu sammal, noin 120 vuotta sen kuivumisen jälkeen, asetettiin veteen, sen tardigradit heräsivät eloon ja pystyivät lisääntymään.

* Avoin tila:

Ratakokeet ovat osoittaneet, että tardigradit – kooltaan 0,1–1,5 millimetriä – pystyvät selviytymään ulkoavaruudessa. Useiden maiden biologit osoittivat työssään, jonka tulokset julkaistiin Current Biology -lehdessä, että jotkut tardigradit pystyvät täysin palauttamaan elintärkeät toimintansa ja tuottamaan elinkelpoisia jälkeläisiä.

Tässä työssä biologien ryhmä, jota johti Ingemar Jonsson Kristianstadin yliopistosta, lähetti Maan kiertoradalle kaksi tardigradia - Richtersius coronifer ja Milnesium tardigradum. Niveljalkaiset viettivät venäläisellä laivalla miehittämätön ajoneuvo"Foton-M3" 10 päivää. Tardigradeja on ollut avaruudessa yhteensä 120, kustakin lajista 60 yksilöä. Lennon aikana yksi niveljalkaisten ryhmä, mukaan lukien molemmat lajit, oli tyhjiössä (kammion tardigradeilla ulkoavaruudesta erottava suljin oli auki), mutta suojattiin auringon säteilyltä erityisellä näytöllä. Kaksi muuta ryhmää tardigradeja vietti 10 päivää tyhjiössä ja altistettiin ultravioletti A (aallonpituus 400 - 315 nanometriä) tai ultravioletti B (aallonpituus 315 - 280 nanometriä). Viimeinen niveljalkaisten ryhmä koki kaikki ulkoavaruuden "ominaisuudet".

Kaikki tardigradit olivat keskeytetyn animaation tilassa. 10 ulkoavaruudessa vietetyn päivän jälkeen lähes kaikki organismit kuivuivat, mutta avaruusaluksella tardigradit palasivat normaaliksi. Useimmat eläimet, jotka altistettiin ultraviolettisäteilylle aallonpituudella 280 - 400 nm, selvisivät ja kykenivät lisääntymään. R. coroniferin yksilöt eivät selvinneet kaikista vaikutuksista (matala lämpötila, tyhjiö, ultravioletti A ja B), vain 12 % tämän ryhmän eläimistä selvisi, kaikki kuuluivat Milnesium tardigradum -lajiin. Eloonjääneet kykenivät kuitenkin synnyttämään normaaleja jälkeläisiä, vaikka heidän hedelmällisyytensä oli alhaisempi kuin vertailuryhmän maapallolla.

Tässä on esimerkki arktisesta alueesta Adorybiotus coronifer tässä jäätyneessä tilassa:

Mutta tämän olennon vuodenaikojen vaihtelut riippuen sääolosuhteet(1 - kylmä syksy ja talvi; 2 - kevät; 3 - aktiivinen muoto, kesä; 4 - sulku):

Siten tardigradien olemassaolo kumoaa teorian, jonka mukaan vain torakat pystyvät selviytymään ydinräjähdyksestä. Tämä olento on paljon sitkeämpi, monta kertaa pienempi kuin torakka ja myös paljon söpömpi :)

Heidän italialainen nimi "tardigrado" on latinalaista alkuperää ja tarkoittaa "hitaasti liikkuvaa". Se annettiin eläinten löytämisen yhteydessä niiden hitaiden liikkeiden vuoksi. Tardigradit ovat lähes läpinäkyviä ja saavuttavat keskimäärin puoli millimetriä pitkiä. Tardigradin runko koostuu viidestä osasta: selkeästi määritellystä päästä, jossa on suu, ja neljästä segmentistä, joista jokaisessa on kynnet jalat. Eläinten ruumis on peitetty ohuella ja joustavalla, kestävällä kynsinauholla, joka irtoaa kasvaessaan (sulattaessa). Näiden pienten eläinten anatominen rakenne muistuttaa suurempien eläinten rakennetta. Erityisesti tardigradeilla on aivot selkäpuolella, pienet silmät ja hermosolmukkeet vatsan puolella (kuten kärpäsillä). Heidän ruuansulatusjärjestelmäänsä kuuluu suu, jossa on terävät mandriimat ja nielun imevä jatke muiden mikroskooppisten eläinten tai kasvien solujen sisällön, suoliston ja peräaukon imemiseksi. Onneksi tardigradit eivät ole patogeenisiä ihmisille. Heillä on pitkittäiset lihakset ja erityselimet.

Yksi dorsaalisesti sijaitseva pussin muotoinen sukupuolirauhanen erottaa urokset, naaraat ja itsehedelmöittyvät hermafrodiitit. Jotkut lajit koostuvat vain naaraista, jotka lisääntyvät partenogeneesillä, toisin sanoen ilman urosten osallistumista. Pienen kokonsa vuoksi tardigradit eivät vaadi hengitys- ja verenkiertoelimiä kaasunvaihtoon. Kehon ontelossa oleva neste suorittaa hengitys- ja verenkiertoelimistön toimintoja. Tardigradit ovat systemaattisesti hyvin lähellä niveljalkaisia, erityisesti äyriäisiä ja hyönteisiä, jotka myös menettävät kynsinauhonsa kasvun aikana ja joilla on eniten lajeja maan päällä. Koska tardigradit ovat hyvin lähellä niveljalkaisia, ne eivät ole niitä. Erilaisia tardigradeja on tavattu kaikkialla planeetalla: napa-alueilta päiväntasaajalle, rannikkoalueilta1 syvään valtamereen ja jopa vuorten huipuilta. Tähän mennessä on kuvattu noin 1 100 tardigradilajia, jotka elävät merissä, järvissä ja joissa tai maanpäällisissä elinympäristöissä. Niiden määrä kasvaa nopeasti joka vuosi uusien löytöjen ja olemassa olevien lajien tarkistusten vuoksi.

Vaikka kaikki tardigradit tarvitsevat vettä selviytyäkseen, monet lajit voivat selviytyä jopa ilman tilapäistä vettä. Näin ollen eniten tardigradeja löydettiin maasta, jossa ne elävät sammalissa, jäkäläissä, lehdissä ja kosteassa maaperässä. Tardigradien laaja levinneisyys maan päällä liittyy läheisesti niiden selviytymisstrategioihin.

Maanpäälliset tardigradit voivat elää kahdessa päätilassa: aktiivisessa tilassa ja kryptobioosissa2. Kun tardigradit ovat aktiivisia, ne tarvitsevat vettä syödäkseen, kasvaakseen, lisääntyäkseen, liikkuakseen ja suorittaakseen normaalia toimintaa. Kryptobioosin tilassa aineenvaihdunta pysähtyy veden puutteen vuoksi. Kun ympäristöolosuhteet muuttuvat ja vettä ilmaantuu, ne voivat palata taas aktiiviseen tilaan. Tällaista palautuvaa aineenvaihduntaaktiivisuuden keskeytystä verrattiin luonnollisesti kuolemaan ja ylösnousemukseen. Maanpäälliset tardigradit reagoivat ärsykkeisiin eri tavalla riippuen stressin lähteistä, ja niiden vasteita kutsutaan kollektiivisesti kryptobioosiksi. Tämä tila voi johtua kuivumisesta (anhydrobioosi), jäätymisestä (kryobioosi), hapen puutteesta (anoksibioosi) ja suurista liuenneiden aineiden pitoisuuksista (osmobioosi).

Anhydrobioosi, lähes täydellisestä kuivumisesta johtuva metabolinen lepotila, on yleinen ilmiö maanpäällisillä tardigradeilla, jotka voivat tulla tähän tilaan useita kertoja. Selviytyäkseen tässä siirtymätilassa tardigradien on kuivuttava hyvin hitaasti. Maan tardigradien asuttamat ruoho, sammalet ja jäkälät sisältävät lukuisia vesilammikoita, kuten sieniä, jotka kuivuvat erittäin hitaasti. Tardigradit kuivuvat, kun niiden ympäristö menettää vettä. Heillä ei ole muuta mahdollisuutta paeta, koska tardigradit ovat liian pieniä juosta. Tardigrade menettää jopa 97 % vesipitoisuudestaan ja kuivuu muodostaen muodon, joka on noin kolmannes alkuperäisestä koostaan, jota kutsutaan "tynnyriksi". Tällaisen "tynnyrin" muodostuminen tapahtuu, kun eläin vetää jalkansa ja päänsä kehoonsa pienentääkseen pinta-alaansa. Kun kaste, sade tai sulanut lumi nesteyttää, tardigrad voi palata aktiiviseen tilaan minuuteissa tai tunneissa. Tämä hämmästyttävä kyky selviytyä näyttää olevan suora vastaus maanpäällisen mikroympäristön nopeisiin ja arvaamattomiin muutoksiin.

Meren tardigradit eivät kehitä tällaisia ominaisuuksia, koska niiden ympäristö on yleensä vakaampi. Eläin voi olla anhydrobioositilassa useista kuukausista kahteenkymmeneen vuoteen lajista riippuen ja selviytyä melkein mistä tahansa. Tardigraden tunnetuin ominaisuus on sen kyky selviytyä erittäin äärimmäisissä olosuhteissa. Kokeiden aikana kuivatut tardigradit altistettiin lämpötiloille, jotka vaihtelivat miinus 272,95 °C:sta, ts. lähellä absoluuttista nollaa, +150°C asti, ts. uunin lämpötilassa kakun paistamisen aikana. Rehydraation jälkeen eläimet palaavat aktiiviseen tilaan. Siten tardigradit, jotka olivat anhydrobioositilassa useita vuosia -80 °C:n lämpötilassa, selvisivät. Tardigradit altistettiin myös 12 000-kertaiselle normaalipaineelle sekä liiallisille tukehduttaville kaasuille (hiilimonoksidi, hiilidioksidi), ja ne pystyivät palaamaan aktiiviseen tilaan rehydraation jälkeen. Altistuminen ionisoivalle säteilylle, joka oli yli 1000 kertaa tappava ihmisille, ei vaikuttanut tardigradeihin.

Kesällä 2011 Italian avaruusjärjestön tukema TARDIKISS-koe lähetti tardigradeja avaruuteen Kansainväliselle avaruusasemalle (ISS) NASAn Endeavour-avaruussukkulalla. Tardigradit ja niiden munat altistettiin ionisoivalle säteilylle ja mikrogravitaatiolle. Jälleen kerran, kun eläimet olivat palanneet Maahan, munat kuoriutuivat ja eläimet selvisivät hengissä, söivät, kasvoivat, sulaivat ja lisääntyivät ikään kuin he olisivat palanneet mukavalta pieneltä risteilyltä avaruuden halki. Mitä biologisia vastustuskykymekanismeja tardigradit käyttävät suojautuakseen näissä erilaisissa stressiolosuhteissa?

Tardigradien fysiologiset ja biokemialliset mekanismit, jotka varmistavat tardigradin kestävyyden, ovat vielä vähän tunnettuja, eikä tähän mennessä ole yleisesti hyväksyttyä selitystä. Viime vuosina tardigradien kestävyys on kuitenkin herättänyt kiinnostusta useissa tutkijoissa, jotka ovat käyttäneet tutkimuksessaan uusia molekyyli- ja biokemiallisia työkaluja. Nyt on selvää, että anhydrobioosin taustalla olevat mekanismit voivat edistää tardigradien kestävyyttä muissa stressaavissa olosuhteissa käyttämällä erilaisia biokemiallisia ja fysiologisia mekanismeja. Taustalla oleva mekanismi sisältää erilaisten molekyylien synteesi, jotka toimivat yhdessä biosuojaaineina: trehaloosi, sokeri ja stressiproteiinit, joita kutsutaan yleisesti lämpösokkiproteiineiksi.

Kun kuivuminen tapahtuu, merkittävän vesimäärän menetys johtaa yleensä solujen ja kudosten tuhoutumiseen ja siten kehon kuolemaan. Tardigradien tapauksessa dehydraatioresistenssin saavuttamisen ja trehaloosin biosynteesin välillä on suhde, koska tardigradit keräävät tätä sokeria kuivumisen aikana. Trehaloosin synteesi ja kerääntyminen suojaa tardigrade-soluja ja kudoksia korvaamalla kuivumisen vuoksi menetettyä vettä. Lämpösokkiproteiinit, erityisesti HSP70, näyttävät toimivan yhdessä trehaloosin kanssa suojellakseen suuria molekyylejä ja solukalvoja kuivumisen aiheuttamilta vaurioilta. Ionisoiva ja ultraviolettisäteily tuhoavat suuria molekyylejä, kuten DNA:ta, ja johtavat oksidatiiviseen stressiin, mikä aiheuttaa kiihtyneen ikääntymisen kaltaisia vaikutuksia.

Mutta keitä he ovat? Mutta muuten ja. Tässä on toinen mielenkiintoinen elämän taika:

Kaikki elävät organismit tarvitsevat useita suunnilleen samantasoisia olosuhteita normaaliin toimintaan: keskilämpötila-10 - +35 astetta, nestemäisen veden läsnäolo ja ulkoisen veden puuttuminen haitalliset vaikutukset, esimerkiksi säteilyä. Kriittinen (eli jyrkkä ja suuri) muutos näissä olosuhteissa tarkoittaa useimmille eläville olennoille kuolemaa. Mutta maan päällä on eläin, joka kirjaimellisesti tuhoaa kaikki käsityksemme elämästä ja sen olemassaolon rajoista.

Tämä eläin -. Tardigrade on mikroskooppinen eläin, joka näyttää pieneltä karhulta, minkä vuoksi niiden löytäjä, saksalainen I. Getze, luultavasti kutsui niitä "pieniksi vesikarhuiksi". Niiden ruumiinpituus voi vaihdella 0,1 - 1,5 millimetriä lajista riippuen. Lajeista puheen ollen, nykyään tunnetaan yli 900 tardigradilajia, joita löytyy ympäri maailmaa eniten. erilaisia paikkoja ja ehdot. Suurin osa tardigradeista kuuluu maanpäälliset lajit, mutta jotkut lajit suosivat vesielementtiä ja elävät sekä pienissä makeissa vesistöissä että merissä ja valtamerissä.

Tardigrad tunnistettiin eniten kestävä olento maassa, mikään muu olento ei pysty selviytymään olosuhteissa, joissa tardigrade voi selviytyä. Tämä pieni eläin kestää helposti erittäin korkeaa ja äärimmäistä matalat lämpötilat, ultrakorkea paine, täydellinen kosteuden puuttuminen, ilman ja tyhjiön puuttuminen sekä valtavat säteilyannokset.

Tarkemmin sanottuna tardigradit selviävät lämpötiloissa, jotka vaihtelevat +190 ennen -279 Celsius-asteita, lisäksi ne eivät vain pysty selviytymään sellaisissa ääriolosuhteissa, joillekin lajeille tällaiset lämpötilat ovat normi (vedenalaisten lämpölähteiden lähellä asuville tardigradeille 110-120 asteen lämpötila on melko yleinen).

Mitä tulee kuivuuteen, täällä "vesikarhut" ovat erottuneet vielä huomattavasti - jos vettä ei ole pitkään aikaan, ne voivat pudota anabioosi(kaikkien kehon prosessien loppuminen tai erittäin voimakas hidastuminen, ns. kuvitteellinen kuolema). Suspendoidun animaation aikana heidän ruumiinsa pienenee ja peitetään jollakin vahan kaltaisella aineella, jotta pienimmätkin kosteusjäämät säilyvät. Anabioosi voi kestää jopa 2 vuotta, ja herätäkseen eloon riittää vain pisara vettä.

Tältä tardigrade näyttää keskeytetyn animaation tilassa

Useat japanilaisten tutkijoiden tekemät kokeet ovat vahvistaneet tardigradien muita uskomattomia kykyjä: - kykenevät kestämään maksimipainetta 600 MPa (esimerkiksi Marsin kaivannon pohjalla 11 kilometrin vesikerroksen alla paine on 100 MPa); - siirtää säteilyn tasoa 10 kertaa enemmän kuin mikään muu eläin.