Средняя продолжительность жизни тихоходок составляет порядка 200 лет, однако повышенный интерес к себе они вызывают другими способностями. Тем не менее, средняя продолжительность жизни тихоходок (постоянно гидратированных) редко превышает несколько месяцев. О том, сколько живет тихоходка?
Кто такие тихоходки и сколько они уже живут на планете Земля?
Тихоходки могут жить даже после 10 дней нахождения в открытом космосе. Тихоходки, как уже отмечалось выше, возвращаются к жизни тогда, когда вступают в контакт с водой. Взрослая тихоходка не вырастает крупнее 1,5 мм и чаще всего бывает не больше десятой доли миллиметра длиной.
Кто такие тихоходки и сколько они уже живут на планете Земля?
Сколько лет живет тихоходка? Тем не менее несмотря на способность выживать десятки лет в состоянии анабиоза, активная жизнь тихоходок не велика и обычно колеблется от трех-четырех месяцев, до двух лет у разных её видов. 40% от этого количества тихоходки получили от грибов, 38% – от бактерий, 14 % – от других животных, 7% имеют растительное происхождение, а 1% составляет ДНК, полученная от вирусов. Морские тихоходки живут главным образом в прибрежной полосе, на водорослях, а также на литоральных грунтах. Сколько лет живёт тихоходка? Иван Текутов. 18 февраля 2021 ·. При анабиозе тело тихоходки высушивается, теряет объёмы и покрывается восковой оболочкой, которая препятствует испарению.
В чем секрет самого живучего существа в мире
Взрослая тихоходка не вырастает крупнее 1,5 мм и чаще всего бывает не больше десятой доли миллиметра длиной. Мы не знаем, сколько еще проживет черепаха, однако, вероятнее всего Джонатану предстоит подружиться с немалым количеством новых людей, так как, к примеру, его предшественница, черепаха по имени Алагба, жившая в Королевском дворце в Нигерии, умерла после. Сколько живет тихоходка? Узнайте продолжительность жизни этого уникального морского обитателя и удивитесь его долголетию. Изучение возраста и факторов, влияющих на долголетие тихоходки. По измерениям тихоходки способны жить в космосе минимум 10 дней с учетом солнечной радиации.
Сколько лет живет тихоходка основные факты и интересные подробности
Дело в том, что тихоходка, она же "водяной медведь", самим фактом своего существования доказывает, что райские условия земной природы вовсе не обязательны для таинственного явления под названием жизнь. Сколько лет живёт тихоходка? Иван Текутов. 18 февраля 2021 ·. Длина тихоходок может варьироваться от 0,05 до 1,2 мм, но обычно они не длиннее 1 мм. Сколько лет живёт тихоходка? Иван Текутов. 18 февраля 2021 ·.
Подтип тихоходки (Tardigrada)
Говорят, что из всех живых существ самые страшные апокалипсисы на Земле переживет только тихоходка. Сегодня наука немного приоткрыла ее тайны. Попадая в неблагоприятные условия, животные быстро впадают в глубокую спячку, практически полностью отключив метаболизм и остановив все процессы жизнедеятельности. К примеру, ученые достаточно подробно изучили, как выживает животное при полном обезвоживании. Оказалось, что задействована сложная система, в которой участвуют многие молекулярные компоненты. В частности, хотя тихоходка спит, но ее организм вырабатывает вещество дисахарид, которое и защищает клетки от разрушения. Но понятно, что докопаться до сути феномена этого экстремала можно, только разобравшись в его генах. И геном сразу же преподнес сюрпризы.
На повестке дня стоит интереснейший вопрос о жизни за пределами планеты Земля. Теперь мы точно знаем, что жизнь за пределами планеты Земля, — это явление скорее обыденное, чем исключительное. Более того жизнь в космосе была задолго до образования Земли и наверняка прибудет после того как Земли уже не станет и Солнце скорее всего не единственная звезда приютившая жизнь.
Выделение в тексте мое. Сколько живут тихоходки? В теле ушедшей в мир иной тихоходки теперь хозяйничают бактерии Правда ли, что тихоходки живут более 100 лет? Тихоходкам часто приписывают столетнюю продолжительность жизни. Это связано с единичным сообщением о том, что в одном гербарном образце мха была найдена тихоходка, которая якобы ожила после 120 лет высыхания. На самом же деле в описании этого наблюдения говорилось, что одна тихоходка слегка пошевелила передними лапками, что трудно признать возвращением к активной жизни. Вероятнее всего, данная особь была мертвой, а движение лапок произошло из-за пассивной регидратации образца. В 2001 году ученые проанализировали документальные данные и сделали вывод, что 10 лет — более реалистичная оценка времени выживания тихоходок в высохшем состоянии. В 2008 году были проведены дополнительные эксперименты с пятью видами тихоходок, найденных в лишайниках, которые показали более скромные результаты. Были собраны влажные лишайники с активными тихоходками, которым далее позволили высохнуть в условиях окружающей среды лаборатории.
Численность тихоходок в образцах была достаточно большая, чтобы сделать статистические выводы. Максимальная выживаемость в условиях криптобиоза зависела от вида тихоходок и варьировала от 1085 до 1604 дней. Наземные тихоходки постоянно чередуют периоды активной жизни с периодом спячки в высохшем состоянии — то есть за их жизнь эпизодов криптобиоза может быть много. Их общая продолжительность жизни оценивается в среднем в 4-12 лет учитывая продолжительность эпизодов криптобиоза. Пресноводные же тихоходки не высыхают и не впадают в криптобиоз, поэтому живут гораздо меньше — обычно до 4-х месяцев, изредка до 2-х лет. Тихоходки даже после смерти могут кошмарить своих микрососедей. Червь попал в цепкие когти тихоходки и панически пытается освободиться. Когти у них очень острые, однако, они не используются для нападения или защиты, а служат для удержания на субстрате. Здесь червь случайно за них зацепился. Космическая устойчивость Более всего научное сообщество заинтересовала способность Tardigrada противостоять условиям космоса.
В 2008 году исследовательская группа во главе со шведом-экологом Ингмаром Йонссоном отправила на орбиту вокруг Земли подопытную партию тихоходок. Одна группа была помещена в вакуум, вторая одновременно с этим облучалась радиацией, две были подвергнуты интенсивной обработке ультрафиолетом. Испытуемые в открытом космосе пробыли 10 дней и почти поголовно оказались иссушенными. Однако по возвращении в более благоприятные условия большая часть микроскопических созданий вернулась к жизни, сохранив способность к воспроизводству. Естественные враги тихоходок Фото: Как выглядит тихоходка Хищниками тихоходок можно считать нематод, других тихоходок, клещей, пауков, хвостиков и личинок насекомых. Паразитические простейшие и грибы часто заражают популяции тихоходок. В свою очередь, тихоходки используют свой щечный аппарат для питания детритом или различными организмами, в том числе бактериями, водорослями, простейшими и другой мейофауной. Буккальныйаппарат состоит из буккальной трубки, пары пронзительных стилетов и мускулистого сосущего глотки. Содержимое кишечника часто содержит хлоропласты или другие компоненты клеток водорослей, мхов или лишайников. Множество видов наземной микробиоты пытались наживаться на простейших, нематодах, коловратках и мелких видах Eutardigrades например, Diphascon и Hypsibius , даже всасывая весь организм.
В челюстях этих хищных поздних тихоходок были обнаружены коловратки, когти тихоходок и их ротовые аппараты. Предполагается, что тип щечного аппарата коррелирует с типом потребляемой пищи, однако, мало что известно о конкретных потребностях в питании морских или лимано-наземных видов. Строение водяного медведя Первое, что стоит отметить, когда изучается тихоходка — размер животного.
Когда это происходит, тихоходки попадают в ангидробиоз как средство выживания. Это важный момент — гидроксильные радикалы появляются именно в стрессовых условиях. Источник: en. Команда исследователей из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и Университета Маршалла нашла основанный на аминокислоте цистеине молекулярный переключатель, который запускает переход тихоходок в состояние ангидробиоза и выход из него. Когда условия снаружи становятся непригодными для жизни, то в тихоходках резко растёт уровень упомянутых выше гидроксильных радикалов, тихоходка резко теряет в весе и размере и переходит в состояние сухой комы — ангидробиоза.
И вот когда ученые заблокировали цистеин, то тихоходки не смогли перейти в это спасительно для их жизни состояние. Это открытие хотя еще не даёт людям обладание способности тихоходок выживать, но делает нас на один шаг ближе к этому. Многие люди, несомненно, оценили бы такую возможность. Представьте, каково было бы выключить батарею и открыть окно, сделать новости погромче и доведя уровень стресса до нужного опуститься на пол скукоженным рогаликом, чтобы оттаять аккурат к сезону рассады. Пока же любители экстрима могу проверить свои способности выживать в привычных условиях, например в экстремальном подвесном отеле на склоны горы.
Некоторые виды могут переносить протозойные виды Pyxidium tardigradum.
Многие виды тихоходок, обитающие в мшистых средах, переносят грибковых паразитов. Интересный факт: Некоторые виды тихоходок могут обходиться без пищи более 30 лет. В этот момент они высыхают и становятся бездействующими, затем они могут регидрироваться, есть что-нибудь и размножаться. Внутри клеток дегидратированных тихоходок тип белка, называемый «специфический для тихоходок белок с внутренним нарушением», заменяет воду. Это образует стеклообразное вещество, которое сохраняет структуры клеток нетронутыми. Особенности характера и образа жизни Фото: Тихоходка под микроскопом В то время как они активны в благоприятных условиях, тихоходки приняли ряд стратегий, которые позволяют им выживать. Эти стратегии обычно известны как покой криптобиоз и включают в себя: аноксибиоз — относится к криптобиотическому состоянию, которое стимулируется очень низким или отсутствием кислорода среди водных тихоходок.
Когда уровень кислорода значительно низок, тихоходка реагирует, становясь жесткой, неподвижной и вытянутой. Это позволяет им выжить от нескольких часов для экстремальных водных тихоходок до нескольких дней без кислорода и в конечном итоге стать активными, когда условия улучшаются; криобиоз — это форма криотобиоза, на которую влияют низкие температуры. Когда температура окружающей среды падает до уровня замерзания, тихоходки реагируют, образуя бочкообразные бочки для защиты мембраны; осмобиоз— в водном растворе с высокой ионной силой такой как высокий уровень соли некоторые организмы не могут выжить и, таким образом, отмирают. Тем не менее, большое количество тихоходок, обнаруженных в пресноводных средах и наземных средах обитания, выживают в форме криптобиоза, известного как осмобиоз; ангидробиоз — это реакция выживания на потерю воды в результате испарения. Для различных организмов вода важна для таких процессов, как газообмен и другие внутренние механизмы. Для большинства пресноводных тихоходок выживание во время обезвоживания невозможно. Тем не менее, для большого количества Eutardigrada выживание в таких условиях достигается за счет сокращения и втягивания головы и лап.
Затем организмы превращаются в бочки, способные выживать после высыхания. Социальная структура и размножение Фото: Тихоходка Размножение и жизненный цикл среди представителей тихоходок в значительной степени зависит от их среды обитания. Учитывая, что жизнь этих организмов в значительной степени характеризуется бездействием и периодической бездеятельностью, исследователи пришли к выводу, что для быстрого размножения важно, когда условия благоприятны. В зависимости от окружающей среды, тихоходки могут размножаться бесполым путем самооплодотворение в процессе, известном как партеногенез, или половым путем, когда самцы оплодотворяют яйца амфимиксис. Половое размножение у тихоходок распространено среди двудомных видов у самцов и самок с их соответствующими половыми органами. Большинство этих организмов встречаются в морской среде и, следовательно, размножаются в морской среде. Хотя форма и размер морфология гонад тихоходок в значительной степени зависят от вида, пола, возраста и т.
Во время полового размножения среди некоторых членов классов Heterotardigrada и Eutardigrada яйца самки оплодотворяются прямо или косвенно.
Ученые выяснили, что замороженные тихоходки не стареют
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. 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.
Такие циклы повторяли до тех пор, пока все животные не погибали от старости. Животные контрольной группы, которых не замораживали, прожили меньше, чем тихоходки экспериментальной группы — в среднем около 72 дней. А вот животные, которые проходили циклы разморозки и заморозки прожили почти по 100 дней. При этом ученые также подсчитали продолжительность активного состояние вне криобиоза — около 77 дней. Таким образом исследователи заключили, что в криобиозе тихоходки не стареют. Тихоходки известны не только своей живучестью, но и не слишком большой скоростью передвижения — в этом они проигрывают даже улиткам.
Недавно мы писали , как тихоходки использовали последних как транспорт, чтобы добраться до более подходящих мест обитания.
В таких ситуациях коловратки просто впадают в анабиоз. Реклама Жизнеспособных коловраток нашли и в образцах вечной мерзлоты, собранных у берегов реки Алазеи на глубине 3,5 метра. Червей размножили в лаборатории. Ученые считают их доказательством того, что многоклеточные существа могут прожить десятки тысяч лет с практически полностью остановившимся обменом веществ. По мнению ученых, предки коловраток выработали некую защиту. Если специалисты выяснят, как она работает, от разрушения при заморозке можно будет спасти и человека, и других животных. Тихоходка Тихоходки, тардиграды, водяные медведи — это разные названия одного и того же существа. Оно родственник насекомых и пауков.
И поговорка «тише едешь — дальше будешь» в случае этого организма действует безотказно. Они крайне малы: взрослая тихоходка не вырастает крупнее 1,5 миллиметра и чаще всего бывает не больше десятой доли миллиметра длиной. Речь идет как об экстремальных температурах, так и о радиации, атмосфере углекислого газа и сероводорода.
Во время прямого полового оплодотворения самец тихоходки откладывает сперму в семенной сосуд самки, что позволяет транспортировать сперму к яйцеклетке для оплодотворения. Во время непрямого оплодотворения самец откладывает сперму в кутикулу самки, когда самка линяет. Когда самка сбрасывает кутикулу, яйца уже оплодотворяются и со временем развиваются.
Во время линьки самка сбрасывает кутикулу, а также некоторые другие структуры, такие как когти. В зависимости от вида, яйца либо оплодотворяются внутри например, у L. Хотя родительский уход за яйцами встречается редко, он наблюдался у нескольких видов. Их яйца остаются прикрепленными к хвостовой части самки, таким образом гарантируя, что самка заботится о яйцах до того, как они вылупятся. Естественные враги тихоходок Фото: Как выглядит тихоходка Хищниками тихоходок можно считать нематод, других тихоходок, клещей, пауков , хвостиков и личинок насекомых. Паразитические простейшие и грибы часто заражают популяции тихоходок.
В свою очередь, тихоходки используют свой щечный аппарат для питания детритом или различными организмами, в том числе бактериями, водорослями, простейшими и другой мейофауной. Буккальныйаппарат состоит из буккальной трубки, пары пронзительных стилетов и мускулистого сосущего глотки. Содержимое кишечника часто содержит хлоропласты или другие компоненты клеток водорослей, мхов или лишайников. Множество видов наземной микробиоты пытались наживаться на простейших, нематодах, коловратках и мелких видах Eutardigrades например, Diphascon и Hypsibius , даже всасывая весь организм. В челюстях этих хищных поздних тихоходок были обнаружены коловратки, когти тихоходок и их ротовые аппараты. Предполагается, что тип щечного аппарата коррелирует с типом потребляемой пищи, однако, мало что известно о конкретных потребностях в питании морских или лимано-наземных видов.
Интересный факт: Несмотря на то, что тихоходки способны противостоять космическому вакууму, чрезвычайно низким температурам и огромной герметичной среде, они могут прожить максимум около 2,5 лет. Популяция и статус вида Фото: Животное тихоходка Популяционная плотность тихоходок очень изменчива, однако ни минимальные, ни оптимальные условия для роста популяции не известны. Изменения плотности популяции тихоходок коррелировали с различными условиями окружающей среды, включая температуру и влажность, загрязнение воздуха и наличие продовольствия. Значительные различия как в плотности популяции, так и в видовом разнообразии происходят в смежных, казалось бы, идентичных микробитах. Приспосабливаясь к широкому диапазону внешних условий, появилось большое количество родов и видов тихоходок. Они могут выживать в виде бочек годами или даже десятилетиями, чтобы выжить в сухих условиях.
Тихоходки также легко распределяются ветром и водой. Интересный факт: Тихоходки выживают в условиях, которые могут уничтожить большинство других организмов.
Замороженные тихоходки не постарели
Hypsibius dujardini В состоянии анабиоза тихоходки выносят невероятные нагрузки. Выдерживают пребывание в течение 20 мес. Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 рентген. Атмосфера: Выживали после получасового пребывания в вакууме. Довольно долго могут находиться в атмосфере сероводорода , углекислого газа. Давление: В эксперименте японских биофизиков «спящих» тихоходок помещали в герметичный пластиковый контейнер и погружали его в заполненную водой камеру высокого давления, постепенно доведя его до 600 МПа ок. При этом неважно, какой жидкостью был заполнен контейнер: водой или нетоксичным слабым растворителем перфторуглеродом — результаты по выживаемости совпадали. Открытый космос: В эксперименте шведских учёных тихоходок видов Richtersius coronifer и Milnesium tardigradum разделили на три группы. Одна из них по прибытии на орбиту оказалась в условиях вакуума и была подвергнута воздействию космической радиации. Другая группа, кроме этого, также подверглась облучению ультрафиолетом A и B 280—400 нм. Третья группа животных испытала воздействие полного спектра ультрафиолета 116—400 нм.
Все тихоходки находились в состоянии анабиоза. После 10 дней, проведённых в открытом космосе, практически все организмы были иссушены, но на борту космического аппарата тихоходки вернулись к нормальному состоянию.
Его размочили и обнаружили на нем ожившую тихоходку. В состоянии спячки тихоходки способны выдерживать огромное давление, радиацию и отсутствие кислорода. Их способность к выживанию объясняется наличием уникальных белков, которые защищают их клетки от повреждений. Для человека ЛД-50 составляет всего 500 бэр. В спячке могут кратковременно переносить давление свыше 5000 атмосфер.
Многие химические реагенты для них тоже неопасны. Уже известно, что они появились раньше динозавров и благополучно их пережили. Уверен, они переживут практически все катаклизмы: атомную войну и пандемию коронавируса. Это эквивалентно тому, если бы человек получил в 570 тысяч раз больше максимально допустимой годовой дозы радиации, установленной Международным агентством по атомной энергии. Такая доза радиации может привести к немедленной смерти или тяжелым заболеваниям, таким как лучевая болезнь. Естественно, человек заинтересовался такими неубиваемыми созданиями. Ведь понимание механизмов выживания тихоходок может помочь с решением проблемы анабиоза, продления жизни, устойчивости к опасным условиям.
Одна из причин такой живучести кроется в системе защиты ДНК тихоходок от повреждений, подробнее об этом мы писали в материале «Тихоходные экстремалы». Чтобы пережить такие невзгоды, тихоходки могут впадать в состояние ангидробиоза — терять до 98 процентов влаги. В ангидробиозе животные не размножаются и способны провести до 30 лет в ожидании более влажных условий. Исследования показывают , что такое состояние не только помогает тихоходкам выживать, но и приостанавливают в них процессы старения — срок их активной жизни не меняется вне зависимости от времени, проведенном в ангидробиозе. Похожие метаболические изменения происходят с тихоходками и при заморозке — вступлении в криобиоз, но его связь со старением до сих пор не изучали. Исследователи из Института биоматериалов и биомолекулярных систем в Штутгарте под руководством Джессики Сигер Jessica Sieger проверили, как изменяется срок жизни тихоходок после заморозки.
Для этого 716 тихоходок одного возраста разделили на три экспериментальные группы для заморозки и одну контрольную.
Приспосабливаясь к этому широкому диапазону внешних условий, появилось большое количество родов и видов. Тихоходки имеют хорошо развитую область головы и короткое тело, состоящее из четырех сросшихся сегментов, причем на каждом сегменте есть пара коротких, крепких несращенных конечностей, обычно заканчивающихся несколькими острыми когтями.
У животных нет специализированных органов кровообращения и дыхания; полость тела гемоцель тихоходки заполнена жидкостью, которая транспортирует кровь и кислород последний диффундирует через внутреннюю оболочку животного и сохраняется в клетках гемоцеля. Пищеварительный канал пересекает тело из конца в конец. Большинство тихоходок, питающихся растениями, питаются, прокалывая отдельные клетки растения своими стилетами копьеобразные структуры возле рта , а затем высасывая содержимое клеток.
Что такое тихоходка? Существо, которое всех переживет
При анабиозе тело тихоходки высушивается, теряет объёмы и покрывается восковой оболочкой, которая препятствует испарению. Эксперименты доказали, что тихоходки в состоянии анабиоза могут выживать как минимум 30 лет без пищи и воды более длительные эксперименты пока не проводились , переносить экстремальные температуры, радиационное облучение и даже выживать в условиях открытого космоса. Поэтому считается, что тихоходки способны пережить глобальные катастрофы, в том числе взрыв сверхновой звезды, гамма-всплеск или столкновение крупного небесного тела с Землёй. Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 бэр.
Проведённые японскими учёными эксперименты доказали, что эти животные выживают в условиях экстремально высокого давления — при 600 МПа около 6000 атмосфер. В условиях Мирового океана на каждые 10 метров глубины давление увеличивается на одну атмосферу, поэтому простые подсчёты покажут, что эти животные выдерживают давление, которое почти в 6 раз выше давления в самом глубоком месте на Земле — Марианской впадине. Шведские учёные ставили эксперименты над тихоходками в условиях открытого космоса.
В течение 10 дней разные группы тихоходок, находящихся в анабиозе, подвергались космической радиации и жёсткому облучению ультрафиолетом.
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. 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.
Это объясняется способностью тихоходок погружаться в обратимое состояние условной активности, приостанавливая свой метаболизм до тех пор, пока условия окружающей среды не станут более благоприятными. Интересное исследование, проведенное в прошлом месяце, показало, как тихоходкам удаётся выживать без воды. В организме тардиград существует определенный комплекс белков, образующих защитные нити, предохраняющие клетки от стресса во время обезвоживания.
Такое обезвоженное состояние называется ангидробиоз жизнь без воды. В 2019 году эксперты из University of Stuttgart продемонстрировали, что Tardigrada могут выживать в таком состоянии в течение многих лет. Исследователи назвали это эффектом "Спящей красавицы", намекая на сказку о спящей принцессе.
Для этого организм тихоходки вырабатывает трегалозу, — природный защитный сахар, образующий гелеобразную среду, которая задерживает и сохраняет клеточные органеллы и мембраны. В обезвоженном состоянии тихоходки могут выживать в течение десятилетия или более. После погружения в воду их тела возвращаются к нормальному метаболическому состоянию в течение нескольких часов. По некоторым данным, в одном из таких случаев группа обезвоженных тихоходок была взята из музейного образца 100-летнего высушенного мха и возвращена к жизни путем простой регидратации. При этом, чем дольше особи остаются в обезвоженном состоянии, тем ниже их шансы на успешное восстановление.
Будь то крутой кипяток, сильное ультрафиолетовое излучение, ледяной холод подледных озер, или даже вакуум пространства, эти твердые маленькие существа легко переживут любую невзгоду. Варите их в кипятке, делайте пюре, засовывайте их в тушеное мясо — они универсальны и, вероятно, они — самые стойкие существа на планете. Пережив пять великих массовых вымираний в течение полмиллиарда лет, тихоходки могли бы стать самым странным сочетанием умиления и ужаса, которое кто-либо когда-либо испытывал, глядя в микроскоп. Экстремальные условия, которые пугают нас и наверняка убьют почти любую форму земной жизни, едва ли волнуют тихоходок. Эти крошечные малыши расширили понятие обитаемой среды, и понимание их неразрушимости будет иметь глубокие последствия, как для наземной жизни, так и для выживания в других мирах.
Тихоходка-терминатор: самое живучее существо на планете. В Чем ее секрет?
Почти как Чебурашки, только это уже известный науке зверь По словам Николая Онистратенко, тихоходка встречаются повсеместно, но попадается на глаза биологов и исследователей очень нечасто. Из-за малых размеров их можно увидеть лишь под микроскопом. Тихоходки — это миллиметровые восьминогие беспозвоночные животные, которые обитают по всему миру во влажных местах. Тихоходками их называют из-за медленного движения, которое составляет всего несколько миллиметров в минуту. Но интересные — жуть живучие и с виду просто угарные милахи, — с теплотой отзывается биолог Николай Онистратенко. Таят в себе кучу возможностей, так как до конца не изучены. Несколько исследователей одновременно описывали их как своеобразных членистоногих, причисляя то к клещам, то к червям, то к насекомым. Сейчас Tardigrada выделяют в тип беспозвоночных, так как в их строении сочетаются черты кольчатых червей и членистоногих. Николай Онистратенко признаётся, что регулярно пытается найти тихоходок и зафиксировать в Волгограде и области.
Но удается это далеко не всегда. Тело у тихоходок имеет размер 0,1—1,5 мм, полупрозрачное, состоит из четырех сегментов и головы. Восемь нечленистых ног имеют на концах раздваивающиеся коготки.
Модели строения тела современных панартропод. Гомологичные сегменты показаны одним цветом. Схема раскраски сегментов по результатам, показанным в статьях [17] и [18]. Как так получилось? У других панартропод туловище бывает в разы больше других частей, а тут его просто нет. Почему так, никто сказать не может [17].
Скорее всего, эти гены становятся не особенно жизненно важными в данных условиях, соответственно, в них начинают копиться замены. Затем гены превращаются в псевдогены и могут быть удалены, организм же продолжает дальше жить. Либо же произошла делеция генов, и тихоходка выжила, так как в условиях жизни тихоходки они оказались не нужны. Несокрушимые мишки Тедди Одной из самых известных особенностей тихоходок является их устойчивость к пересыханию. В 2012 году журнал Planetary and Space Science определил тихоходок как самых выносливых существ на Земле [19]. Из обычного состояния тихоходки переходят в «неразрушимое» состояние под названием « криптобиоз » — «скрытая жизнь». Криптобиоз бывает разным: ангидробиоз жизнь без воды , криобиоз жизнь в холоде , осмобиоз выживание в растворах с повышенной концентрацией растворенных веществ и множество других вариантов. Самым распространенным криптобиозом для тихоходок является ангидробиоз. Впервые состояние ангидробиоза заметил Антони ван Левенгук в 1702 году у анималькулей — «зверьков», куда, возможно, он относил и тихоходок.
Переходя в состояние ангидробиоза, тело тихоходок сжимается, а конечности втягиваются рис. Рисунок 11. Схема перехода тихоходки в состояние бочонка и выхода из него рисунок автора статьи Такое состояние у них называется состоянием бочонка, и, находясь в нем, тихоходки лишены способности питаться, размножаться и вообще мало подвержены воздействию внешних факторов. Однако не все условия для тихоходок будут временными неудобствами. Согласно данным 2020 года, тихоходки Ramazzottius varieornatus в активном состоянии не любят высокие температуры [20]. В таких условиях человек более вынослив, чем тихоходка. Тихоходки — первое известное животное, выжившее в открытом космосе. Во время полета их разделили на три группы. Одна группа подвергалась действию космического вакуума, вторая — действию солнечной радиации, а третья — вакууму и солнечной радиации одновременно.
В результате исследования тихоходки не только выжили, успешно вернулись на Землю, но и дали потомство [21]. В 2019 году Wired предположил, что тихоходки могли жить какое-то время на Луне после неудачной посадки израильского лунного модуля Beresheet. Интересными для ученых тихоходки стали не только из-за невосприимчивости ко всем перечисленным факторам, но и из-за того, что в состоянии криптобиоза их биологические часы перестают тикать. Влияние ангидробиоза ученые иллюстрируют двумя моделями: «Спящая красавица» и «Портрет Дориана Грея». Тихоходки, подобно спящим красавицам, могут проснуться спустя 30 лет, но не от поцелуя любимого, а лишь от капли воды. И они остаются вечно молодыми в состоянии бочонка, подобно герою романа Оскара Уайльда «Портрет Дориана Грея». В 2017 году японские ученые установили, что тихоходки способны выжить при дозах радиации, равных 10 000 Грей Гр [22]. Смертельная доза для бактерии Escherichia coli составляет 50 Гр, для мышей — 7 Гр, а для человека — 4 Гр. Радиация повреждает молекулу ДНК напрямую или посредством ионизации молекул воды.
Поэтому один из важных механизмов устойчивости — это избавление от свободной воды. Тихоходки теряют воду, которая не связана с макромолекулами, переходя в состояние ангидробиоза. Как проходит «жизнь без воды» В результате действия радиации образуется большое количество активных форм кислорода АФК , которые фактически разрывают все клеточные компоненты, что встречаются им на пути. Защиту от АФК можно обеспечить внедрением антиоксидантных противоокислительных механизмов подробнее — в статье «Биомолекулы» [34]. Среди них очень глобально можно выделить две системы защиты. Первая, путем действия различных ферментов, напрямую перехватывает АФК до того момента, как они повредят ту или иную молекулу. Вторая восстанавливает уже последствия действия АФК различными системами репарации, но у нее есть один существенный минус: ее активность зависит от дозы радиации, то есть чем выше доза радиации, тем менее дееспособной такая система становится. Ключевая органелла, которая противодействует АФК, — пероксисома. Она не уникальна для тихоходок — есть у всех эукариот.
Участвует пероксисома в большом количестве метаболических, сигнальных и онтогенетических процессов, активно взаимодействует с другими органеллами, особенно с митохондриями. У пероксисом хорошо развиты защитные механизмы, которые подавляют окислительный стресс и поддерживают окислительно-восстановительный баланс. Образуются пероксисомы либо путем роста, а также асимметричным делением уже существующих органелл, либо способны альтернативно образовываться de novo из эндоплазматического ретикулума [23]. Еще один из механизмов, который помогает переживать стрессовые условия у животных, — работа дисахарида трегалозы, упорядочивающего молекулы в период высыхания. Ученые предположили, что наличие трегалозы в больших количествах должно быть у тихоходок [24]. Ведь она есть у дрожжей, нематод, креветок и других животных, которые обладают устойчивостью к высыханию. Но оказалось, что у тихоходок в организме либо очень низкая концентрация трегалозы, или ее нет вовсе [25]. Исследовав тихоходку Hypsibius dujardini, ученые из США обнаружили группу генов, которые отвечают за производство «внутренне неупорядоченных» белков, которые заменяют всю свободную воду в организме тихоходок на биостекло [26]. Белки эти назвали TDP, расшифровываются они как «специфические для тихоходок и не имеющие четкой вторичной структуры».
К ним относятся: цитоплазматические белки, устойчивые к термической денатурации CAHS-белки , секреторные белки, устойчивые к термической денатурации SAHS-белки и митохондриальные белки, устойчивые к термической денатурации MAHS-белки , которые производятся в стрессовых условиях. В момент, когда у тихоходки начинает исчезать вода, включается экспрессия генов, кодирующих TDP рис. Существует несколько гипотез, как работает биостекло в клетках.
Все три группы крупных тихоходок выдержали испытание. Встретить этих созданий можно везде, даже в прибрежных морях Антарктики.
Тихоходка Milnesium tardigradum Что может убить тихоходок? Тихоходки могут выживать даже в самых экстремальных условиях, потому что умеют впадать в состояние ангидробиоза — они втягивают в себя конечности, избавляются от лишней влаги и замедляют обмен веществ. При всем этом, они не лишены слабых сторон. В ходе лабораторных экспериментов было доказано, что при температуре от 60 до 65 градусов тихоходки могут выживать только на протяжении 10 часов. А при 150 градусов Цельсия их выносливости хватает только на полчаса.
Ученые не исключают , что в условиях глобального потепления будет тяжело даже таким живучим существам. Как тихоходки движутся на большие расстояния? Как и говорилось выше, за час ходьбы тихоходки преодолевают всего лишь пару миллиметров. Чтобы путешествовать быстрее, им нужна помощь извне — ее может оказать ветер, текучая вода или более крупные животные.
Одна из причин такой живучести кроется в системе защиты ДНК тихоходок от повреждений, подробнее об этом мы писали в материале «Тихоходные экстремалы». Чтобы пережить такие невзгоды, тихоходки могут впадать в состояние ангидробиоза — терять до 98 процентов влаги. В ангидробиозе животные не размножаются и способны провести до 30 лет в ожидании более влажных условий. Исследования показывают , что такое состояние не только помогает тихоходкам выживать, но и приостанавливают в них процессы старения — срок их активной жизни не меняется вне зависимости от времени, проведенном в ангидробиозе.
Похожие метаболические изменения происходят с тихоходками и при заморозке — вступлении в криобиоз, но его связь со старением до сих пор не изучали. Исследователи из Института биоматериалов и биомолекулярных систем в Штутгарте под руководством Джессики Сигер Jessica Sieger проверили, как изменяется срок жизни тихоходок после заморозки. Для этого 716 тихоходок одного возраста разделили на три экспериментальные группы для заморозки и одну контрольную.