Люди знали, что это произойдет, но ничего не могли сделать. На расстоянии четырех тысяч световых лет коллапсирующая звезда послала гигантский гамма-луч, пронесшийся по всей галактике в виде массивной волны энергии. Когда он прибыл, он уничтожил озоновый слой, вызвал муссоны кислотных дождей и заморозил планету. Он уничтожил все живое на Земле.
Ну, не совсем все.
Подобно тому, как вымирание динозавров помогло проложить путь к появлению млекопитающих (а впоследствии и людей), гамма-лучи уступили место чему-то другому. Если бы вы были частью экспедиции, посланной инопланетной цивилизацией, чтобы узнать, пережила ли какая-либо жизнь гамма-излучение, представьте, что вы ведете свой космический корабль сквозь вездесущие грозовые тучи, пока не увидите разрушенные, пустые города с их рушащимися корпусами небоскребов., их затопленные метро, их усеянные трупами тротуары. Представьте, что вы просматриваете похоронные пригороды, разрушенные фермы, мертвые леса и предполагаете, что ничто не могло остаться в живых перед лицом такого опустошения.
Но скоро вы нас увидите. На самом деле, многие миллиарды из нас. Кто мы? Люди называли нас тихоходками. Мы называем себя лучшими собаками. Это потому, что не осталось собак, метафорически или иначе. Когда все эти другие формы жизни исчезли, мы получили возможность эволюционировать из микроскопических, восьминогих, несокрушимых, похожих на панд существ в гигантских восьминогих, несокрушимых, похожих на панд существ.
Когда-то ученые называли нас милыми. Начиная с открытия нас в 1773 году, они начали тыкать, подталкивать, обезвоживать, замораживать, запекать заживо и вообще мучить нас всеми возможными извращенными способами. Где они теперь, эти надменные демоны в белых халатах с их мягкой, уязвимой плотью и кровью? Это пепел, который мы топчем ногами, пока правим этой планетой, исполняя свое предназначение!
Водяные Медведи
Начнем с того, что тихоходка - это животное. Очень, очень маленькое животное. Одно из его многочисленных прозвищ - «водяной медведь», потому что, как упоминалось ранее, некоторые люди говорят, что он напоминает медведя-панду (если бы медведь-панда был микроскопическим и имел восемь ног). Его также называют моховым поросенком, карликовым носорогом и карликовым броненосцем. У него нет костяка, но это ничуть не портит его привлекательности. В настоящее время он является главным кандидатом на звание «самого милого беспозвоночного».
Многие собратья тихоходок, мини-беспозвоночные, склонны играть в пинг-понг, как дети на сахарном пике. Тихоходки же, напротив, двигаются медленно и очаровательно, благодаря чему они полюбились поколениям биологов. На самом деле, название tardigrade происходит от латыни и означает «медленный ходок».
Они имеют длину около одной сотой дюйма (500 микрометров) и их можно увидеть невооруженным глазом, если у вас отличное зрение и правильный свет. Однако они также прозрачны, что еще больше усложняет и без того сложную задачу. Лучше всего использовать микроскоп.
У них короткие лапки, на каждой из которых есть когти. В уникальной форме их две задние ноги обращены назад, что придает им дополнительную ловкость при тяжелом лазании по мху, лишайнику и опавшим листьям. По крайней мере, это то, что делают наземные тихоходки. Существуют также водные и морские вариации, обитающие как в пресной, так и в соленой воде. Другими словами, в целом тихоходок можно найти практически в любой среде, которая у нас есть.
Как и у змей или омаров, тихоходки имеют прочную наружную кутикулу, которую они сбрасывают и отрастают заново по мере взросления. Внутри у них есть основы: мозг, нервная система, пищевод, желудок, кишечник и задний проход. Но им не хватает таких излишеств, как сердце, легкие или вены, потому что полость их тела представляет собой то, что называется «открытым гемоцелем», что означает, что газ и питательные вещества могут эффективно входить, выходить и перемещаться без сложных систем.
В царстве животных (Animalia) насчитывается около 36 типов, одним из которых является тип тихоходок. Верно, у них есть свой собственный тип, в то время как мы, люди, принадлежим к типу хордовых, классификации, которую мы разделяем со всеми другими позвоночными на Земле, включая рыб и вышеупомянутых змей, сбрасывающих кожу.
Тихоходки. Они думают, что они такие особенные. И они правы.
Основы тихоходок
- Количество видов: 1 000+ и больше (300 морских, 100 пресноводных, 600 наземных)
- Способ размножения: Они откладывают от одной до 30 яиц, которые обычно оплодотворяются половым путем, хотя некоторые виды способны размножаться даже без спаривания, а третьи могут самооплодотворяться - неудивительно, что они такие вездесущие!
- Диета: Жидкости растений (таких как мох и лишайник) и животных (таких как коловратки и даже другие тихоходки!)
- Продолжительность жизни: Несколько месяцев, хотя некоторые исследователи считают, что они могут жить до века в состоянии «тун»
- Криптонит: На самом деле очень легко убить тихоходку, если она не находится в состоянии тун. Если это тун, удачи!
Странная тихоходка
Итак, да, тихоходки имеют отдельный тип, обращенные назад задние ноги и симпатичны своим странным бескостным образом, но, как мы указывали ранее, они знамениты не этим. Что делает водяных медведей действительно особенными, так это то, что они экстремофилы. Это означает, что они могут пережить практически все, что мы бросаем в них (или бросаем внутрь). Даже тараканов посрамят.
Ученые заморозили тихоходок до «функционального» абсолютного нуля (0,05 Кельвина, -272,95 градуса Цельсия, -459,31 Фаренгейта) на 20 часов. Оттаяв, маленькие водяные медведи вернулись к своим обычным делам. Они также были помещены в лед на почти два года при -200 по Цельсию (-328 по Фаренгейту) и возвращены к жизни. Исследователи варили их заживо, пытались раздавить давлением в 40 000 килопаскалей (5 801 psi), пытались задушить (по-разному) окисью углерода, двуокисью углерода, азотом и двуокисью серы и даже запускали их в космос, чтобы посмотреть, смогут ли они выдержать интенсивное ультрафиолетовое излучение солнца (могли и выдержали).
Все это принесло им статус абсолютно бесспорно самых выносливых существ из существующих. Но как &¡?!! они это делают? Двумя непростыми словами: аноксибиоз и криптобиоз. Это два из трех состояний, в которых могут существовать тихоходки. Другой - «активный», или то, что мы обычно называем «жизнью». Это состояние, в котором они восхитительно ползают и едят, спят, видят сны, просыпаются, занимаются сексом, дерутся и т. д. Но если по какой-то причине их снабжение кислородом внезапно снизится, они могут взорваться, как Stay Puft. Зефирного Человека и просто болтаться в этом состоянии аноксибиоза, пока они снова не смогут дышать.
Тогда есть криптобиоз. Тихоходки любят или, если быть точнее, нуждаются в воде. Но невероятно, если вода высохнет, они могут потерять 97 процентов собственной влаги, увядать до одной трети своего нормального размера и перестать метаболизироваться. Это в основном форма анабиоза. Эта обезвоженная, неметаболизирующая версия тихоходки называется «тун», а тун, во всех смыслах и целях, неуничтожим. Добавьте немного воды, и чан быстро превращается обратно в милого водяного медведя и укатывает прочь, как ни в чем не бывало.
И просто чтобы добавить еще один слой смехотворной непобедимости, в своем тунском состоянии водяные медведи производят огромное количество антиоксидантов, которые по существу нейтрализуют пагубные последствия интенсивного излучения. Вот почему они смогли выжить в открытом космосе.
Эти удивительные стратегии разделяют не все тихоходки, а только наземные виды, которые живут в небольших пленках воды на листьях, мхе и лишайнике. У тех, кто живет в прудах или океанах, довольно стабильная среда, поэтому им не нужно было обладать таким количеством сверхспособностей. Но если вы водяной медведь, который любит околачиваться в маленькой микролужице на кленовом листе, вы должны быть готовы ко всему. Когда выглянет солнце и высушит эту воду, вы должны последовать его примеру. И в этот момент вы, вероятно, должны быть готовы к довольно долгому путешествию, если ударит порыв ветра; сильный бриз - основной способ передвижения тихоходок на дальние расстояния.
Итак, теперь мы знаем, что могут выдержать тихоходки и почему они разработали такие экстремальные адаптивные стратегии. Следующий вопрос - как? Как им удалось развить такие уникальные характеристики?
Боковой перенос генов?
В декабре 2015 года исследовательская группа из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл опубликовала поразительные результаты своих усилий по секвенированию генома тихоходки, известной как Hypsibius dujardini. Команда, возглавляемая Томасом Бутби, была поражена, обнаружив, что ДНК водяного медведя полна генов из других источников, особенно бактерий. На самом деле оказалось, что более 17 процентов генов тихоходок были получены от бактерий, микробов и грибов. Никто никогда не находил ничего подобного раньше.
Для организма нет ничего необычного в том, чтобы иметь несколько чужеродных генов - тля получает свой цвет от грибов, клещи приобретают бактериальные гены, которые могут производить антибиотики, а некоторые осы используют вирусы как оружие для личного использования. Но почти во всех таких случаях чужеродные гены составляют не более 1% всего генома организма.
На уровне отдельной клетки существа могут обмениваться генами «горизонтально» туда и обратно, не обращая внимания на приличия или гигиену. Так что нередко можно увидеть бактериальную ДНК, набитую чужеродными генами, которые они подобрали у своих соседей. Но когда попадаешь в многоклеточный мир (т.е. в мир живых существ, которые можно увидеть невооруженным глазом) большинство из нас получает свои гены традиционным путем - от родителей и родителей родителей и так далее по "вертикали" родовой род.
Похоже, что многоклеточные организмы обычно тщательно защищают свои репродуктивные геномы от чужеродных генов, предотвращая своего рода «горизонтальный перенос генов», наблюдаемый у бактерий. Так почему же тихоходки с их 1000 клетками так открыты для экзотической генетической информации? Бутби и его команда предположили, что секрет кроется в криптобиотическом процессе.
По-видимому, когда организмы высыхают, их ДНК распадается на части. К счастью, у тихоходок есть особый талант сшивать эти кусочки вместе, как только они снова намокают. Но Бутби и др. Предполагается, что в процессе исправления своего генома тихоходки случайно вшивают несколько генов из других обезвоженных источников (например, бактерий или грибков), впитывая их, как губка. Делая это снова и снова, по словам Бутби, они фактически приправили свой геном тысячами генов из иностранных источников.
Бутби и его команда задались вопросом, может ли этот необычный геномный профиль способствовать легендарной живучести тихоходок. Необходимо провести дополнительные исследования.
И это было.
Кода водяного медведя
Ах, наука. Наука - это весело, наука увлекательна, но наука также играет жестко. Это профессия не для слабонервных и не для тех, кто сентиментально привязан к результатам исследований. Бутби и его команда очень хорошо знали, что их исследование тихоходок дало удивительные результаты, и они также знали, что все эти чужеродные гены могли быть результатом заражения (т. образец случайно).
Они знали это, потому что заражение происходит постоянно. Частицы плавающих бактерий и грибков слишком легко смешаются с образцом. Поэтому команда дважды и трижды проверяла свои результаты с помощью все более сложных технологий. Кажется, нельзя быть слишком осторожным, когда дело доходит до секвенирования геномов.
Цифровые чернила едва успели высохнуть во время восторженного освещения результатов работы команды Бутби в прессе, прежде чем тщательный анализ доказательств, проведенный другими учеными, показал, что на самом деле имело место огромное загрязнение. После повторного анализа секвенирования оказалось, что вместо колоссальных 17,5% количества чужеродных генов у рассматриваемого вида тихоходок было всего около 0,4%. И это, как оказалось, довольно стандартная сумма. Другими словами, есть свидетельства горизонтального переноса генов у тихоходок, как и у всех организмов (включая нас), просто не очень много - как оказалось, обычное количество.
Итак, тихоходки - не идеальная метафора долговечности мультикультурных обществ, но тем не менее они круты. Они существуют уже 500 миллионов лет, поэтому они, безусловно, могут научить нас кое-чему, например, как выжить в открытом космосе, как восстановить нашу ДНК и как получить свой собственный тип.
И самое главное, вы можете держать их в качестве домашних животных! Все, что вам нужно, это небольшой контейнер, немного мха, микроскоп и очень маленький поводок (вам придется заказать его по специальному заказу). Единственным недостатком является то, что вы не можете дать им имена - или можете, но, поскольку все они почти идентичны, будет сложно отличить Чарльза от Шарлин и Чарльза-младшего.
Часто задаваемые вопросы о тихоходках
Сколько живут тихоходки?
Тардиграды обычно живут несколько месяцев, но некоторые исследователи считают, что они могут прожить до века в состоянии «тун».
Видны ли тихоходки человеческому глазу?
Микроскоп - лучший способ увидеть тихоходку; тем не менее, они видны человеческому глазу, если у вас особенно острое зрение и освещение в самый раз.
Могут ли тихоходки умереть?
Тихоходки могут выжить в экстремальных условиях, которые, вероятно, убили бы любое другое животное. Они были заморожены, раздавлены, сварены, задушены и подвергнуты интенсивному ультрафиолетовому излучению, и им все еще удается выжить и выжить.
Тордиграды повсюду?
Тихоходок можно найти почти везде; однако они любят жить в таких местах, как пруды или океаны.
Могут ли тихоходки жить вечно?
Тихоходки практически неуязвимы для многих экстремальных условий, которые обычно убивают многих других животных, но они не могут жить вечно.
Примечание автора: как работает тихоходка
Большая часть научной литературы о тихоходках упоминает, насколько они «милые». Я думаю, что это должно быть вопросом контекста. Если вы проводите много времени, глядя в микроскоп на странно выглядящих существ, ваши стандарты привлекательности обязательно должны быть снижены. Лично я нахожу тихоходок гротескными. Я имею в виду, я очень уважаю их непобедимость, но они выглядят как нечто среднее между кротом и переполненным плотом. Но красота такая же, как и красота.