Tardigrazi, cele mai reziste ființe de pe Terra. Supraviețuiesc în cosmos

Tardigrazii, cunoscuți și ca „urșii de apă”, pot fi fierți, înghețați, striviți, uscați sau aruncați în spațiu: vor reuși să facă față condițiilor extreme, relatează BBC într-un amplu material dedicat acestor animale bizare.

Dacă un om s-ar duce în spațiul cosmic fără protecție, ar muri. Lipsa presiunii ar forța aerul din plămânii acestuia să iasă afară. Gazele dizolvate în fluidele corporale s-ar dilata, împingând pielea și forțând-o să se umfle ca un balon. Timpanele și capilarele i s-ar sparge, iar radiația ar distruge ADN-ul din celule. Un om ar fi inconștient în 15 secunde.

Însă un grup de animale ar supraviețui chiar și în aceste condiții: micile viețuitoare numite tardigrazi, cu lungimi cuprinse între 0,5 și 1,5 mm. În anul 2007, mii de tardigrazi au fost atașați unui satelit și au fost aruncați în spațiu. După ce satelitul s-a întors pe Pământ, oamenii de știință i-au examinat și au descoperit că mulți dintre ei supraviețuiseră. Câteva dintre femele chiar depuseseră ouă în spațiu, iar puii de tardigrazi erau sănătoși.

Tardigrazii sunt adaptați pentru a supraviețui în unele dintre cele mai aspre regiuni de pe Pământ. Au fost observați pe un munte din Himalaya, la 5.546 de metri altitudine, în izvoarele termale fierbinți din Japonia, pe fundul oceanului sau în Antarctica. Pot rezista la doze uriașe de radiații, pot fi încălziți până la 150 de grade Celsius și pot fi înghețați până aproape de 0 absolut (-273,15 grade Celsius).

Tardigrazii au fețe durdulii, iar corpul pare alcătuit din straturi groase de carne. Au 8 picioare și gheare la fiecare membru, asemănătoare cu cele ale urșilor. Gura lor este și ea o armă serioasă, cu dinți ca niște cuțite care pot străpunge prada.

Tardigrazii nu sunt niciodată mai mari de 1,5 mm lungime. În lume există peste 900 de specii cunoscute de tardigrazi. Cele mai multe dintre ele se hrănesc cu sucuri extrase din mușchi, din licheni și din alge. Altele sunt carnivore și pot să mănânce alți tardigrazi.

„Readuși la viață” după decenii

Descoperiți în anul 1773 de pastorul german Johann August Ephraim Goeze, urșii de apă trăiesc pe Pământ de foarte mult timp: s-au descoperit fosile de tardigrazi care au fost datate în perioada cambriană, în urmă cu peste 500 de milioane de ani.

În 1776, omul de știință italian Lazzaro Spallanzani a descoperit că aceste ființe aveau „super-puteri”. El a adăugat apă peste un sediment dintr-un șanț și a privit amestecul la microscop. A descoperit sute de mici creaturi în formă de urs care înotau în apă. Deoarece animalele se mișcau foarte încet, el le-a numit „il Tardigrado”, ceea ce însemna „care pășește încet”.

Se pare că tardigrazii pot să supraviețuiască decenii fără apă. În 1948, zoologul italian Tina Franceschi susținea că tardigrazii găsiți în mușchiul uscat din câteva mostre din muzeu ce aveau peste 120 de ani vechime au fost reanimați. După ce a hidratat un tardigrad, el a observat că unul dintre picioarele sale din față s-a mișcat. În 1995, tardigrazi uscați au fost „readuși la viață” după 8 ani.

Pentru cele mai multe dintre animale, viața fără apă este imposibilă. „Când o celulă tipică se usucă, membranele sale se rup, iar conținutul se scurge, proteinele sunt expuse și se amestecă, devenind inutile”, a explicat pentru BBC cercetătorul Thomas Boothby, specialist în extremofile, de la Universitatea din Carolina de Nord din Chapel Hill. „ADN-ul va începe și el să se fragmenteze dacă este uscat”, a adăugat el.

Însă tardigrazii evită un astfel de deznodământ. În 1922, omul de știință german H. Baumann a descoperit că atunci când un tardigrad se usca și rămânea fără apă în corp, își retrăgea capul și cele 8 picioare, se încovoia și intra într-o stare adâncă în care nu se mai mișca deloc, stare asemănătoare decesului. În această stare latentă, metabolismul său se reduce la 0,01% din activitatea normală. Animalul poate sta în această stare timp de decenii, reanimându-se numai când intră în contact cu apa.

Au supraviețuit la peste 150 de grade și la – 272 de grade Celsius

Se crede că tardigrazii au niște abilități speciale pentru a supraviețui lipsei apei. „Știm că, atunci când încep să se usuce, tardigrazii produc niște substanțe protectoare care le permit să supraviețuiască uscării complete. Dar care sunt exact aceste substanțe încă este un mister”, a arătat Boothby.

Când tardigrazii încep să se usuce, ei par să producă foarte mulți antioxidanți. Aceștia sunt substanțe chimice, precum vitaminele C și E, care ar curăța chimicalele periculoase din celulele tardigrazilor. Antioxidanții ar putea explica una dintre cele mai interesante abilități ale acestor animale. Dacă un tardigrad rămâne într-o stare vegetativă foarte mult timp, ADN-ul său se deteriorează. Dar când se trezește, el este capabil să și-l repare foarte repede.

În 1842, cercetătorul francez Doyère a demonstrat că un tardigrad în starea sa latentă putea să supraviețuiască chiar dacă era încălzit până la temperaturi de 125 de grade Celsius timp de mai multe minute. În 1920, un călugăr benedictin pe nume Gilbert Franz Rahm a reanimat tardigrazi după ce i-a încălzit până la 151 de grade Celsius timp de 15 minute.

Rahm i-a testat și în frig. I-a scufundat în aer lichid la -200 de grade Celsius timp de 21 de luni, în azot lichid la -253 de grade Celsius timp de 26 de ore și în heliu lichid la -272 de grade Celsius timp de 8 ore. După ce au fost scoși de acolo, tardigrazii și-au revenit imediat ce au intrat în contact cu apa. Unii tardigrazi au rezistat și dacă au fost înghețați la -272,8 grade Celsius, puțin mai mult decât 0 absolut. Se pare că supraviețuiesc deoarece tolerează formarea de gheață în celulele lor.

Până acum, cercetătorii nu știu aproape nimic despre cum reușesc tardigrazii să supraviețuiască la temperaturi mari. La temperaturi de 150 de grade Celsius, proteinele și membranele celulelor s-ar distruge, iar reacțiile chimice care susțin viața ar înceta. Cele mai tolerante organisme la căldură sunt bacteriile care trăiesc pe marginea fisurilor hidrotermale, găuri de pe fundul mărilor și al oceanelor. Bacteriile trăiesc și la 122 de grade Celsius. Dar Rahm susținea că tardigrazii pot supraviețui și la temperaturi mai mari.

Multe ființe care au evoluat pentru a trăi în locuri precum izvoarele fierbinți sau deșertul produc chimicale numite proteine de șoc termic. Ele acționează ca însoțitori pentru proteinele din celule, ajutându-le să își păstreze forma și totodată repară proteinele deteriorate de căldură. Însă până acum nu există nicio dovadă că tardigrazii produc aceste chimicale.

Presiuni mari și doze uriașe de radiații 

În 1964, cercetătorii au expus tardigrazii la doze letale de raze X și au descoperit că pot supraviețui. Experimente ulterioare au arătat că supraviețuiesc și la doze mari de radiație ultravioletă, de radiație alfa sau gamma, chiar dacă nu sunt în stare latentă.

Radiația a fost și una dintre cele mai mari amenințări pentru tardigrazii trimiși în spațiu în 2007. Cei expuși la niveluri mai ridicate de radiații s-au descurcat mai prost decât tardigrazii mai protejați, dar mortalitatea nu a fost de 100%.

Foto: Bob Goldstein și Vicky Madden, tardigrades.bio.unc.edu via Wikimedia Commons

Aceste animale pot supraviețui și la presiuni extreme care ar aplatiza cele mai multe animale, potrivit unui studiu din 1998 realizat de Kunihiro Seki și Masato Toyoshima de la Universitatea Kanagawa din Hiratsuka, Japonia. Oamenii de știință au descoperit că tardigrazii în stare latentă puteau să supraviețuiască la o presiune de 600 de megapascali (MPa). Această presiune este mai mare decât orice presiune care ar putea fi întâlnită în natură. În Groapa Insulelor Mariane, aflată la cea mai mare adâncime din lume, de 10.994 de metri în Oceanul Pacific, presiunea este de 100 de megapascali. Așadar, tardigrazii testați supraviețuiseră la o presiune de 6 ori mai mare.

La astfel de presiuni, proteinele și ADN-ul sunt distruse. Membranele celulelor, compuse din grăsime, se solidifică. Cele mai multe microorganisme își opresc metabolismul pe la 30 de MPa, iar bacteriile nu pot supraviețui la peste 300 de MPa.

Dușmanii tardigrazilor: alți tardigrazi

Până la urmă, cum se explică faptul că tardigrazii rezistă în medii extreme atât de diversificate? Este posibil ca explicația să fie surprinzător de simplă, notează BBC.

Frigul extrem și căldura extremă, radiația și presiunile mari au un lucru în comun: distrug ADN-ul și restul celulei. Căldura și frigul fac ca proteinele să se lipească unele de altele și să nu mai funcționeze. Radiația distruge ADN-ul și alte molecule importante. Presiunile înalte solidifică membranele de grăsime din jurul celulelor.

Astfel, dacă toți acești factori de stres cauzează probleme similare, poate că tardigrazii nu au nevoie decât de câteva abilități pentru a supraviețui în toate aceste condiții. „Nimeni nu știe cu siguranță. Dar sunt anumite motive serioase pentru a crede că aceleași strategii ar putea fi folosite pentru a supraviețui în unele dintre aceste condiții extreme”, a explicat Boothby.

  Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCNews și pe Google News