Тихоходки вже на Місяці

Тихоходки вже на Місяці
Тихоходка (лат. Tardigrada)

Американський інноватор Нова Співак, керівник біопроекту «Місія Ковчег», відправив найживіших земних істот – тихоходок на Місяць на борту ізраїльського апарату «Берешит», який розбився у квітні цього року. Керівник місії вважає, що крихітні безхребетні під час аварії вижили і тепер перебувають на супутнику Землі.

Фонд Співака створює запасну колекцію генофонду земних істот і деякі біозразки розсилає в різні місця Сонячної системи. Науковець вважає, що так у людства буде шанс відродитися в разі раптової катастрофи.

Тихоходка – тип мікроскопічних безхребетних, близький до членистоногих. Систематичне положення тихоходок є дискусійним. Більшість авторів зближують цих організмів зі справжніми членистоногими (Euarthropoda), інші відносять їх до нематод (Nematoda) або до кільчастих хробаків (Annelida).

Більшість тихоходок належать до класів: Heterotardigrada і Eutardigrada. Третій клас Mesotardigrada складається лише з одного японського виду.

У представників Heterotardigrada зовнішній покрив склерозований, голова забезпечена двома вусиками, а кінцівки мають по чотири пальця-кігтя. У Eutardigrada немає вусиків на голові, покрив еластичний, до них відноситься вид Halobiotus – водяний ведмедик, що пристосувався до життя в морі, і найбільша з тихоходок Milnesium tardigradum, яка досягає 1,5 мм в довжину.

На сьогодні відомо близько 400 видів тихоходок. Поширені вони повсюдно, від Гімалаїв (до 6000 м) до морських глибин (нижче 4000 м). Тихоходку знаходили в гарячих джерелах, під льодом (наприклад, на Шпіцбергені) і на дні океану. Поширюються вони пасивно – вітром, водою, різними тваринами. Всі тихоходки в деякій мірі є водними тваринами. Приблизно 10% представників – морські мешканці, інші зустрічаються в прісноводних водоймах, проте більшість населяє мохові і лишайникові подушки на землі, деревах, скелях і кам’яних схилах. Кількість тихоходок у моху може бути дуже великою – сотні, навіть тисячі особин в 1 г висушеного моху.

Вперше представник цих тварин був описаний в 1773 році німецьким пастором І. А. Геце як kleiner Wasserbär (маленький водяний ведмідик). У 1777 році італійський вчений Ладзаро Спаланцані дав їм назву il tardigrado (тихоходки), латинізованої формою цього слова є Tardigrada (з 1840 року).

Тіло у тихоходок має розмір 0,1-1,5 мм, складається з чотирьох сегментів і голови, напівпрозоре. Забезпечено чотирма парами товстих ніг з одним розгалуженим кігтем на кінці, остання пара ніг направлена ​​назад. Пересуваються тихоходки зі швидкістю всього 2-3 мм в хвилину. Ротові органи забезпечені парою гострих «стилет», які служать для проколювання оболонок клітин водоростей і мохів, якими тихоходки харчуються. Тихоходки мають травну, видільну, нервову і статеву системи, дихання шкірне, роль крові виконує рідина, що заповнює порожнину тіла.

Харчуються тихоходки рідинами водоростей і інших рослин, на яких мешкають. Деякі види поїдають дрібних тварин – коловерток, нематод або інших тихоходок. У свою чергу служать здобиччю для кліщів і ногохвосток.

Самці тихоходок дрібніші за самиць і зустрічаються рідко, тому розвинений партеногенез, тобто розмноження самиць без запліднення. В період розмноження у самиці дозріває від 1 до 30 яєць. Після внутрішнього або зовнішнього, коли самець відкладає сперму на кладку яєць, запліднені яйця у одних видів яйця відкладаються в ґрунт (в мох або воду), у інших – в скинуту під час линьки шкірку. Юні тихоходки відрізняється від дорослої особини тільки меншими розмірами.

Своєю вражаючою витривалістю тихоходки привернули увагу ще перших дослідників. При несприятливих умовах вони здатні на роки впадати в стан анабіозу, а при настанні сприятливих умов – досить швидко оживати. Італійський натураліст Ладзаро Спаланцані, спостерігаючи пожвавлення тихоходок після річного анабіозу, описав це явище як «воскресіння з мертвих». Виживають тихоходки в основному за рахунок ангідробіозу (висушування). При висиханні вони втягують в тіло кінцівки, зменшуються в об’ємі і приймають форму барильця. Поверхня покривається восковою оболонкою, яка перешкоджає випаровуванню. При анабіозі метаболізм тихоходки зменшується до 0,01%, а вміст води – до 1% від нормального.

У стані анабіозу тихоходка здатна витримати неймовірні навантаження:
– 30-річне перебування при температурі -20 ° C;
– 20 місячне перебування в рідкому кисню при -193 ° C;
– восьмигодинне охолодження рідким гелієм до -271 ° C;
– нагрів до 60-65 ° C протягом 10 годин;
– нагрів до 100 ° C протягом години.

На додаток тихоходки здатні досить довго перебувати в атмосфері сірководню, вуглекислого газу. Іонізуюче випромінювання 570 000 бер вбиває приблизно 50% тихоходок (для людини смертельна доза радіації становить всього 500 бер).

В експерименті японських біофізиків тихоходок в стадії анабіозу поміщали в герметичний пластиковий контейнер і занурювали його в заповнену водою камеру високого тиску, поступово довівши його до 600 МПа (близько 6000 атмосфер). При цьому неважливо, якою рідиною заповнений контейнер, водою чи нетоксичним слабким розчинником фторвуглецем (C8F18) – результати по виживаності збігалися.

В експерименті шведських вчених тихоходок видів Richtersius coronifer і Milnesium tardigradum, які знаходилися в стані анабіозу, розділили на три групи. Одна з них після прибуття на орбіту виявилася в умовах вакууму і була піддана впливу космічної радіації. Інша група, крім цього, також піддалася опроміненню ультрафіолетом A і B (280-400 нм). Третя група тварин зазнала впливу повного спектру ультрафіолету (116-400 нм). Після 10 днів, проведених у відкритому космосі, практично всі організми були висушені, але на борту космічного апарату тихоходки повернулися до нормального стану. Більшість тварин, які зазнали опромінення ультрафіолетом з довжиною хвилі 280-400 нм, вижили і виявилися здатні до відтворення. Жорстке ультрафіолетове опромінення не було критичним лише для 12% тварин третьої групи виду Milnesium tardigradum, але вони змогли дати нормальне потомство, хоча плодючість виявилася нижчою, ніж у контрольної групи, яка перебувала на Землі. Після повернення на Землю всі тварини з третьої групи загинули через кілька днів.

В літературі згадується випадок про 120-річної давності мох, узятий з музею, який після зберігання в сухому вигляді помістили в воду і через деякий час на ньому «виявилося безліч плазунів-тихоходок». Насправді в першоджерелі йдеться, що одна особина стала подавати ознаки життя, але так і не ожила. За сучасними даними, тихоходки можуть ожити після приблизно десятка років анабіозу.

Горизонтальний перенос генів
Основна стаття: Горизонтальний перенос генів
Геном тихоходок відносно розмірів цих організмів і положення на дереві еволюції є досить великим – він містить у собі близько 215 мільйонів нуклеотидів, що приблизно в два рази більше, ніж у нематод, геном яких типовий за розміром для дрібних безхребетних.

Деякий час вважали, що більше 6500 ділянок ДНК (близько 17%) з 38 тисяч генів були «запозичені» у інших організмів, у тому числі бактерій-екстремофіл.

Тихоходки здатні переносити екстремальні форми зневоднення, коли частка води в організмі тварини падає до 1-2% від норми. Припускали, що при зневодненні ДНК Hypsibius dujardini розпадається на великі фрагменти, а при поверненні в умови проживання з нормальним вмістом води особливі білки «зшивають» (відновлюють) пошкоджену ДНК. У цей момент в клітини, завдяки розширеним порам, нібито можуть потрапляти фрагменти чужої ДНК, які «вшиваються» в геном і залишаються в ньому. Якщо поява такої інформації не призводить до фатальних наслідків для тихоходки, то допомагає їй вижити. З огляду на те, що багато цих ділянок були генами, які відповідають за реакцію на стрес, лагодження ДНК і протидію різних екстремальних факторів, припустили, що тихоходки придбали здатність виживати в космосі завдяки запозиченим генам.

Відносно думки, що причиною висновків про масове запозичення чужих генів була контамінація (забруднення) зразків ДНК тихоходок чужою бактеріальною ДНК, але останні дослідження показують, що всього 1,2% генів тихоходок запозичені способом горизонтального переносу з інших царств живих істот.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*