Paul Bartels innostuu joka kerta, kun hän löytää uuden lajin tardigradeja, mikroskooppisten eläinten heimoa, joka tunnetaan parhaiten siitä, että ne ovat sekä oudon söpöjä että kykenevät selviytymään avaruuden tyhjiössä.

”Kun kirjoitin ensimmäisen artikkelin, jossa kuvailin uutta lajia, tunsin itseni äidilliseksi ja isälliseksi – aivan kuin olisin juuri synnyttänyt tämän uuden olennon”, hän sanoi vuonna 2016.

Kiihko johtuu osittain siitä, että tardigradit ovat kiehtovimpia tieteen tuntemia eläimiä, jotka kykenevät selviytymään hengissä melkeinpä kaikissa kuviteltavissa olevissa ympäristöissä. ”Etelämantereella on joitakin nunataksiksi kutsuttuja ekosysteemejä, joissa tuuli puhaltaa lunta ja jäätä pois ja paljastaa kalliopaljastumia, ja niissä elävät vain jäkälät ja tardigradeja”, sanoo Bartels, joka on selkärangaton eläintieteilijä Warren Wilson Collegessa Pohjois-Carolinassa.

Poimi sammaleen pala, niin löydät tardigradeja. Maaperässä: tardigradeja. Valtameressä: Ymmärrät kyllä. Niitä elää jokaisella mantereella, jokaisessa ilmastossa ja kaikilla leveysasteilla. Niiden äärimmäinen sietokyky on mahdollistanut sen, että ne ovat valloittaneet koko planeetan.

Ja vaikka biologit ovat tienneet tardigradeista mikroskoopin keksimisestä lähtien, he ovat vasta alkaneet ymmärtää, miten nämä merkilliset organismit pystyvät selviytymään missä tahansa. Bartelsin kaltaiset biologit ovat tutkineet yli 1 000 tardigrade-lajia eri puolilla maailmaa ja yrittäneet selvittää niiden hämmästyttävää selviytymiskykyä. Tässä on, mitä he ovat tähän mennessä oppineet.

1) Tärkeimmät asiat ensin:

Tardigradit vaikuttavat eläimiltä, joita Pixar esittäisi elämänmyönteisessä mutta sydäntä särkevässä lastenelokuvassa. ”Ne ovat hyvin karismaattisia”, Bartels sanoo.

Katsokaa vain yhtä, niin ymmärrätte miksi.

Tardigradeja – jotka kasvavat jopa millimetrin pituisiksi – uivat neljällä parilla tynkäjaloilla, jotka näyttävät aivan liian pieniltä niiden ruumiille. Jokaisen jalan päässä on tynkäiset pienet kynnet. Tardigradit laahustavat vedessä kuin karhu ylittäessään jokea. Siksi niiden lempinimi on ”vesikarhu.”

Tardigrades voivat liikuttaa päätään kehostaan riippumatta, ja joillakin lajeilla on silmät. Kun niitä katsoo mikroskoopin alla, ne tuijottavat suoraan takaisin, eivätkä säikähdä ihmistä.

2) Tardigradit voivat muuttua tunkioiksi – jolloin ne voivat selviytyä melkein missä tahansa

Monet mikroskooppiset eläimet tarvitsevat vettä selviytyäkseen – muutoin ne voivat haihtua pois, jos ne otetaan pois vedestä.

Mutta eivät tardigradit.

Vedestä irrotettuna ja kuivattuina tardigradit voivat muuttua solulinnakkeeksi, kurottaa jalkansa ja päänsä sisään muodostaen kompaktin pillerimuodon, jota kutsutaan ”tuniksi”.

Tässä tunin tilassa tardigradit tuottavat glyserolia (pakkasnestettä) ja erittävät myös trehaloosia, yksinkertaista sokeria, jolla on huomattavia säilytysominaisuuksia. ”Trehaloosia pidetään kotelona, joka vangitsee biomolekyylin lasimaisen matriisin sisään, kuten meripihkaa ympäröivät hyönteiset”, selitetään Protein Science -lehdessä vuonna 2009 julkaistussa artikkelissa. Kun trehaloosi kiteytyy, tardigrade muumioituu lasiseen haarniskapukuun.

Tätä prosessia kutsutaan vitrifikaatioksi, ja tiedemiehet ovat yrittäneet kopioida sitä käytettäväksi muiden herkkien solukudosten, kuten siittiöiden ja munasolujen, suojaamiseen.

Tässä horrostilassa tardigradit kestävät melkeinpä minkä tahansa hyökkäyksen. Kiehuva vesi ja lämpötilat lähellä absoluuttista nollaa (eli niin kylmää kuin kylmää vain voi olla) eivät haittaa niitä.

Vuonna 2007 Euroopan avaruusjärjestö laukaisi satelliitin, joka kuljetti (muun muassa) hyötykuorman tardigradeja tun-muodossa, ja altisti ne valikoivasti avaruuden tyhjiölle ja kosmiselle säteilylle. Kymmenen päivää myöhemmin tardigradeja palautettiin Maahan ja rehydratoitiin. Huomionarvoista oli, että kourallinen niistä selvisi sekä säteilystä että tyhjiöstä, mikä teki niistä ensimmäiset eläimet, jotka ovat selvinneet täydellisestä avaruusaltistuksesta.

Tutkimukset ovat myös osoittaneet, että tunit voivat selviytyä jopa 87 022,6 paunan paineesta neliötuumaa kohti, mikä on kuusi kertaa niin paljon kuin mitä on valtameren syvimmässä osassa. (Noin 43,00 PSI:n kohdalla ”useimmat bakteerit ja monisoluiset organismit kuolevat”, Nature raportoi.)

Tunina tardigrade vähentää aineenvaihduntaansa 99,99 prosenttia odottaessaan sopivampaa ympäristöä. On jopa raportoitu tuntien selviytyneen yli 100 vuotta ennen uudelleen nesteytymistä.

Vuonna 1983 Etelämantereella matkalla ollut japanilaistutkijaryhmä keräsi joitakin tardigradeja ja laittoi ne syväjäädytykseen kolmeksikymmeneksi vuodeksi. Kun tardigradeja vapautettiin jäädytyksestä toukokuussa 2014, ne eivät halunneet kostaa ihmiskunnalle vankeuttaan. Sen sijaan ne kuljeskelivat agar-geeliä sisältävällä lautasella kuin mitään ei olisi tapahtunut. Ja sitten ne lisääntyivät.

Katsokaa alla, kun ne heräävät uudelleen:

Tardigradeilla on erilaisia sopeutumismahdollisuuksia monenlaisiin ympäristöuhkiin. Kuumissa olosuhteissa ne vapauttavat lämpösokkiproteiineja, jotka estävät muita proteiineja vääntymästä. Jotkut tardigradeista voivat muodostaa kuplivia kystia kehonsa ympärille. Kystien avulla ne voivat selviytyä kovassa ilmastossa ilman, että niiden tarvitsee siirtyä täyteen viritystilaan.

Tutkijat toivovat, että he oppisivat jäljittelemään näitä merkittäviä sopeutumismahdollisuuksia muissa eliöissä. (On olemassa pieniä todisteita siitä, että tardigrade-proteiinin lisääminen ihmissoluihin auttaa suojaamaan ihmissoluja säteilyltä.)

Tardigradeja kutsutaan joskus ”extremofiileiksi”, termi, jota käytetään kuvaamaan superkestäviä bakteereja, jotka voivat elää valtamerten tuuletusaukoissa ja muissa äärimmäisen epäsuotuisissa ympäristöissä. Bartels selventää, että ne eivät ole extremofiilejä, koska ne eivät oikeastaan ”elä” ja liiku viritystilassa. ”Ne on hyvin helppo tappaa, kun ne liikkuvat normaalissa ympäristössään”, Bartels sanoo.

Mutta tun-muodossaan niitä on äärimmäisen vaikea tappaa. Ja asteroiditörmäyksen kaltaisen katastrofin jälkimainingeissa ne olisivat todennäköisesti viimeisiä eläviä olentoja maapallolla. Vuonna 2017 julkaistun Nature’s Scientific Reports -lehden artikkelin kirjoittajat väittivät, että kaikkien maapallon tardigradien tappamiseen tarvittaisiin tapahtuma, jonka voima riittäisi höyrystämään kaikki valtameret. Odota siis, että tardigradeja säilyy hengissä maapallon katkeraan loppuun asti.

3) Ne harrastavat seksiä tunnin ajan

Jos tiedämme kaiken siitä, miten tardigradit suojautuvat uhkilta, meidän pitäisi tietää, miten ne parittelevat, eikö niin? Eikö?

”Vaikka tardigradeja on tutkittu lähes 245 vuoden ajan ja tähän mennessä on kuvattu yli 1200 lajia, tardigradejen elämänhistoriaa tai pariutumiskäyttäytymistä koskevia julkaisuja on vain muutama”, Saksan Görlitzin luonnonhistoriallisen museon (Museum of Natural History Görlitz) tutkijat selittävät Journal of Zoological Systems and Evolutionary Research -lehdessä julkaistussa julkaisussa vuonna 2016.

Tutkijat lähtivät siis korjaamaan tieteessä olevaa aukkoa ja kuvasivat 30 tardigrade-paria parittelemassa ensimmäistä laatuaan varten.

Tulos: Tässä on ensimmäistä kertaa tieteellisessä lehdessä julkaistu video, jossa kaksi tardigradea harrastaa seksiä.

Joo, on vähän vaikea nähdä, mitä tapahtuu. Onneksi tutkijat piirsivät avuksi sarjakuvakaavion. Periaatteessa uros (kaavion alareunassa ja GIF-kuvan oikealla puolella) käpertyy naaraan pään ympärille ja pitää itseään siinä kiinni etujaloillaan. Naaras stimuloi sitten urosta ”liikuttamalla tyvejään ja supistamalla imevää nielua” , tutkimuksen kirjoittajien mukaan.

Tutkijat toteavat, että koko prosessi kestää noin tunnin, jonka aikana ”siemenneste ejakuloituu useita kertoja”. Nyt voimme lisätä maratonkopulaation tämän eläimen vaikuttavien kykyjen luetteloon.

4) Tardigradit ovat usein ensimmäisiä uusien ekosysteemien edelläkävijöitä

Byron Adams, Brigham Youngin yliopiston biologi, selittää, että tardigradit ovat usein ensimmäisiä, jotka kolonisoivat uusia, karuja ympäristöjä. Ne toimivat ravintoketjujen perustavina lenkkeinä.

Esimerkki: ”Kun tulivuori purkautuu ja sulaa laavaa valuu kaiken ekosysteemissä olevan päälle, kaikki siinä ekosysteemissä on kuollut”, hän kirjoittaa sähköpostissa. ”Tardigadit ovat ensimmäisten monisoluisten eläinten joukossa, jotka asettuivat kolonisaatioon. Tardigadit syövät mikrobeja, jotka elävät tässä ympäristössä.” Tardigradeihin puolestaan kertyy elämälle välttämättömiä alkuaineita – kuten typpeä, hiiltä ja fosforia – jotka sitten mahdollistavat kasvien ja muiden elämänmuotojen siirtymisen sinne.

Adams on tehnyt kenttätyötä Etelämantereella tutkiessaan, miten ikiroudan sulaminen vaikuttaa siellä olevaan mikroskooppiseen ekosysteemiin. Koska tardigradeja esiintyy kaikkialla, niillä on todennäköisesti merkitystä siinä, miten Etelämantereen manner muuttuu ilmaston lämmetessä.

”Ne luovat pohjan muille organismeille”, Adams sanoi vuonna 2016. ”Ne loivat markkinaraon, jossa muut monimutkaisemmat organismit kehittyivät. Ja minusta se on täysin siistiä.”

5) Lähes kuka tahansa voi löytää uusia tardigradilajeja

Koska tardigradit selviytyvät missä tahansa ympäristössä, ne ovat lisääntyneet ympäri maailmaa. Jos nostat takapihaltasi kiven, sen alla elää todennäköisesti tardigradeja. Vaikka jo yli 1 000 lajia on tunnistettu, uusia lajeja löydetään joka vuosi.

Eräs Bartelsin perustutkintoluokista löysi uuden lajin Etelä-Carolinan rannikolta. Luokka äänesti nimeämään lajin spagetin mukaan – ihan vain siksi, että he voisivat. ”He innostuivat todella paljon”, Bartels sanoi.

Carleton Collegella on kätevä kenttäopas tardigradien löytämiseksi. Vain viisi helppoa askelta! Voit ostaa superhalvan kännykkäkameraan kiinnitettävän taskumikroskoopin, jolla voit tarkastella niitä.

1. Kerää sammal- tai jäkäläkyhmy (kuiva tai märkä) ja aseta se matalaan astiaan, kuten petrimaljaan.

2. Liota vedessä (mieluiten sadevedessä tai tislatussa vedessä) 3-24 tuntia.

3. Poista ja hävitä ylimääräinen vesi astialta.

4. Ravista tai purista sammal- tai jäkäläkyhmyjä toiseen läpinäkyvään astiaan, jotta saat kerättyä kiinni jääneen veden.

5. Aloita matalalla objektiivilla ja tutki vettä stereomikroskoopilla.

6. Siirrä tardigradeja mikropipetillä objektilasille, jota voidaan tarkkailla suuremmalla teholla yhdistelmämikroskoopilla.

6) Mainitsimmeko jo, että ne ovat oudon söpöjä?