Paul Bartels má radost pokaždé, když objeví nový druh tardigráda, fyla mikroskopických živočichů, kteří jsou nejznámější tím, že jsou podivně roztomilí a zároveň dokáží přežít ve vesmírném vakuu.

„Když jsem napsal první článek popisující nový druh, měl jsem mateřsko-otcovský pocit – jako bych právě porodil tuhle novou věc,“ řekl v roce 2016.

Ten nával přichází částečně proto, že tardigrádi jsou nejúchvatnější živočichové, jaké věda zná, schopní přežít v téměř každém myslitelném prostředí. „V Antarktidě existují ekosystémy zvané nunataky, kde vítr odfoukává sníh a led, čímž odhaluje skalní výchozy, a jediné, co na nich žije, jsou lišejníky a tardigrádi,“ říká Bartels, zoolog bezobratlých na Warren Wilson College v Severní Karolíně.

Zvedněte kousek mechu a najdete tardigrády. V půdě: tardigrádi. V oceánu: chápete. Žijí na všech kontinentech, v každém podnebí a v každé zeměpisné šířce. Jejich extrémní odolnost jim umožnila dobýt celou planetu.

A ačkoli biologové vědí o tardigradách už od úsvitu mikroskopu, teprve začínají chápat, jak jsou tyto pozoruhodné organismy schopny přežít kdekoli. Biologové jako Bartels studují více než 1 000 druhů tardigrad po celém světě a snaží se zpětně zjistit jejich pozoruhodnou schopnost přežít. Tady je to, co zatím zjistili.

1) Nejdříve k věci: Tardigrádi jsou neuvěřitelně roztomilí

Tardigrádi vypadají jako typ zvířete, které by studio Pixar představilo v život povzbuzujícím a zároveň srdcervoucím dětském filmu. „Jsou velmi charismatičtí,“ říká Bartels.

Stačí se na jednoho podívat a pochopíte proč.

Tardigrádi – kteří dorůstají délky až jednoho milimetru – plavou se čtyřmi páry strnulých nohou, které se zdají být pro jejich tělo příliš malé. Na konci každé nohy je sada malých zakrnělých drápků. Tardigrádi se ve vodě pohybují podobně jako medvěd při překonávání řeky. Odtud jejich přezdívka „vodní medvědi“.

Tardigrádi mohou pohybovat hlavou nezávisle na těle a některé druhy mají oči. Když se na ně podíváte pod mikroskopem, zírají přímo zpátky, člověka se nezaleknou.

2) Tardigrádi se dokážou proměnit v tůně – což jim umožňuje přežít téměř kdekoli

Většina mikroskopických živočichů potřebuje k přežití vodu – jinak se mohou při vyjmutí z vody vypařit.

Ale ne tardigrádi.

Pokud jsou tardigrady vyjmuty z vody a vysušeny, mohou se proměnit v buněčnou pevnost, schovat nohy a hlavu a vytvořit kompaktní tvar pilulky zvaný „tun“.

V tomto stavu tardigrady produkují glycerol (nemrznoucí směs) a také vylučují trehalózu, jednoduchý cukr s pozoruhodnými konzervačními vlastnostmi. „Na trehalózu se pohlíží jako na kokon, který uvězní biomolekuly uvnitř sklovité matrice, podobně jako hmyz obalený jantarem,“ vysvětluje článek z roku 2009 v časopise Protein Science. Když trehalóza zkrystalizuje, tardigrada se mumifikuje ve skleněném brnění.

Tento proces se nazývá vitrifikace a vědci se jej snaží replikovat pro použití při ochraně jiných choulostivých buněčných tkání, jako jsou spermie a vajíčka.

V tomto stavu hibernace mohou tardigrady odolat téměř jakémukoli útoku. Vroucí voda a teploty blízké absolutní nule (tj. tak chladné, jak jen chladné mohou být) je nerozhází.

V roce 2007 vypustila Evropská kosmická agentura družici nesoucí (mimo jiné) náklad tardigrad v podobě tun a selektivně je vystavila vesmírnému vakuu a kosmickému záření. Po deseti dnech se tardigrádi vrátili na Zemi a byli rehydratováni. Pozoruhodné je, že hrstka z nich přežila jak radiaci, tak vakuum, čímž se stali prvními zaznamenanými živočichy, kteří přežili kompletní vystavení vesmíru.

Výzkum také ukázal, že tardigrady mohou přežít tlak až 87 022,6 liber na čtvereční palec – šestkrát vyšší než v nejhlubší části oceánu. (Při tlaku kolem 43 00 PSI „většina bakterií a mnohobuněčných organismů umírá“, uvádí Nature.)

Jako tardigrada sníží svůj metabolismus o 99,99 procenta, protože čeká na vhodnější prostředí. Existují dokonce zprávy o tom, že tundry přežily více než 100 let, než se rehydratovaly.

V roce 1983 tým japonských vědců na cestě po Antarktidě nasbíral několik tardigrad a uložil je na třicet let do hlubokého mrazu. Když se tardigrádi v květnu 2014 rozmrazili, nechtěli se lidstvu za své uvěznění pomstít. Místo toho si hověly na talíři s agarovým gelem, jako by se nic nestalo. A pak se rozmnožily.

Níže se podívejte, jak se znovu probudily:

Tardigrady mají různé adaptace na nejrůznější hrozby prostředí. V horkých podmínkách uvolňují proteiny tepelného šoku, které zabraňují deformaci jiných proteinů. Někteří tardigrádi mohou kolem svého těla vytvářet bublinaté cysty. Podobně jako nafouklé bundy jim cysty umožňují přežít v drsných klimatických podmínkách, aniž by se musely přepnout do režimu plného tunelu.

Vědci doufají, že se naučí tyto pozoruhodné adaptace napodobit i u jiných organismů. (Existují drobné důkazy, že vložení proteinu tardigrady do lidských buněk pomáhá chránit lidské buňky před radiací.)

Tardigrady jsou někdy označovány jako „extrémofilové“, což je termín používaný pro označení superodolných bakterií, které mohou žít na oceánských průduších a v jiných extrémně nehostinných prostředích. Bartels upřesňuje, že se nejedná o extrémofily, protože ve skutečnosti „nežijí“ a pohybují se v tunovém režimu. „Je velmi snadné je zabít, když jsou venku a pohybují se ve svém normálním prostředí,“ říká Bartels.

V jejich tunové formě je však velmi obtížné je zabít. A v případě následků kataklyzmatu, jako je dopad asteroidu, by pravděpodobně byli posledními živými tvory na Zemi. Autoři článku v časopise Nature Scientific Reports z roku 2017 tvrdí, že k zabití všech tardigradů na Zemi by bylo zapotřebí události s takovou silou, aby se vypařily všechny oceány. Očekávejte tedy, že tardigrádi přežijí až do hořkého konce Země.

3) Mají hodinový sex

Pokud víme všechno o tom, jak se tardigrádi chrání před hrozbami, měli bychom vědět, jak se páří, ne? Nebo ne?“

„Přestože jsou tardigrádi studováni již téměř 245 let a doposud bylo popsáno více než 1200 druhů, existuje jen několik publikací týkajících se životní historie nebo pářícího chování tardigrádů,“ vysvětlují vědci z německého Přírodovědného muzea v Görlitzu v časopise Journal of Zoological Systems and Evolutionary Research, který vyšel v roce 2016.

Vědci se proto rozhodli tuto mezeru ve vědě napravit a pro účely první studie svého druhu natočili 30 kopulujících párů tardigradů.

Výsledek:

Jo, je trochu těžké vidět, co se děje. Vědci naštěstí nakreslili kreslený diagram, který jim pomůže. V podstatě jde o to, že samec (v dolní části diagramu a na pravé straně GIFu) se stočí kolem hlavy samice a drží se tam předníma nohama. Samice pak samce stimuluje „pohybem stylistů a stahováním sacího hltanu ,“ uvádějí autoři studie.

Vědci poznamenávají, že celý proces trvá asi hodinu, během níž „sperma několikrát ejakuluje“. Nyní můžeme na seznam působivých schopností tohoto živočicha přidat i maratónskou kopulaci.

4) Tardigrádi jsou často prvními průkopníky nových ekosystémů

Byron Adams, biolog z Brigham Young University, vysvětluje, že tardigrádi často jako první kolonizují nová, drsná prostředí. Působí jako zakládající články potravních řetězců.

Příklad: „Když vybuchne sopka a roztavená láva zalije vše v ekosystému, vše v tomto ekosystému je mrtvé,“ píše v e-mailu. „Tardigrádi jsou jedni z prvních mnohobuněčných živočichů, kteří kolonizují. Tardigrádi se živí mikroby, kteří v tomto prostředí žijí.“ Tardigrádi zase hromadí prvky nezbytné pro život – například dusík, uhlík a fosfor -, které pak umožňují rostlinám a dalším formám života nastěhovat se dovnitř.

Adams prováděl terénní práce v Antarktidě a studoval, jak tání věčně zmrzlé půdy ovlivní tamní mikroskopický ekosystém. Protože jsou tardigrady všudypřítomné, budou pravděpodobně hrát roli v tom, jak se antarktický kontinent změní s oteplováním klimatu.

„Připravují půdu pro další organismy,“ řekl Adams v roce 2016. „Vytvořily niky, v nichž se vyvinuly další složitější organismy. A to je podle mě úplně super.“

5) Nové druhy tardigrad může objevit téměř každý

Protože tardigrady dokážou přežít v jakémkoli prostředí, rozšířily se po celém světě. Pokud na zahradě zvednete kámen, pravděpodobně pod ním žije několik tardigradů. Přestože již bylo identifikováno více než 1 000 druhů, každý rok jsou objevovány další.

Jeden z Bartelsových studentů objevil na pobřeží Jižní Karolíny nový druh. Třída si odhlasovala, že druh pojmenuje po špagetě – prostě proto, že mohla. „Byli opravdu nadšení,“ řekl Bartels.

Carleton College má praktického terénního průvodce pro hledání tardigradů . Stačí pět jednoduchých kroků! K jejich prohlížení si můžete zakoupit superlevný kapesní mikroskop, který se připojuje k fotoaparátu mobilního telefonu.

1. Nasbírejte trs mechu nebo lišejníku (suchý nebo mokrý) a umístěte ho do mělké misky, například Petriho misky.

2. Namočte ho na 3-24 hodin do vody (nejlépe dešťové nebo destilované).

3. Odstraňte a vylijte přebytečnou vodu z misky.

4. Protřepejte nebo zmáčkněte trs mechu/lišejníku nad jinou průhlednou miskou, abyste zachytili zachycenou vodu.

5. Vezměte do ruky průhlednou misku s vodou. Začněte na nízkém objektivu a prozkoumejte vodu pomocí stereomikroskopu.

6. Pomocí mikropipety přeneste tardigrady na podložní sklíčko, které můžete pozorovat s vyšším výkonem pod složeným mikroskopem.

6) Zmínili jsme se, že jsou podivně roztomilé?