Paul Bartels minden alkalommal izgalomba jön, amikor felfedez egy új tardigádfajt, a mikroszkopikus állatok törzsét, amely arról ismert, hogy egyszerre furcsán aranyos és képes túlélni az űr vákuumát.

“Az első cikk, amit egy új faj leírásáról írtam, olyan anyai-apai érzés volt – mintha most szültem volna meg ezt az új dolgot” – mondta 2016-ban.

A lelkesedés részben azért van, mert a tardigrádok a tudomány által ismert leglenyűgözőbb állatok, amelyek szinte minden elképzelhető környezetben képesek túlélni. “Az Antarktiszon vannak olyan nunatáknak nevezett ökoszisztémák, ahol a szél elfújja a havat és a jeget, és sziklákat tár fel, amelyeken csak zuzmók és tardigrádok élnek” – mondja Bartels, az észak-karolinai Warren Wilson College gerinctelen zoológusa.

Vegyél fel egy darab mohát, és tardigrádokat találsz. A talajban: tardigrádok. Az óceánban: érted. Minden kontinensen, minden éghajlaton és minden szélességi fokon élnek. Rendkívüli ellenálló képességük lehetővé tette számukra, hogy meghódítsák az egész bolygót.

És bár a biológusok a mikroszkóp hajnala óta ismerik a tardigrádokat, még csak most kezdik megérteni, hogyan képesek ezek a figyelemre méltó organizmusok bárhol túlélni. A Bartelshez hasonló biológusok világszerte több mint 1000 tardigrade-fajt tanulmányoznak, és megpróbálják visszafejteni figyelemre méltó túlélési képességüket. Íme, amit eddig megtudtak.

1) Mindenekelőtt:

A tardigrádok olyan állatoknak tűnnek, amilyeneket a Pixar egy életvidám, mégis szívszorító gyerekfilmben mutatna be. “Nagyon karizmatikusak” – mondja Bartels.

Elég ránézni egy példányra, és máris láthatjuk, miért.

A tardigrádok – amelyek akár egy milliméteresre is megnőnek – négy pár csonka lábbal úsznak, amelyek túl kicsinek tűnnek a testükhöz képest. Minden lábuk végén egy-egy csonka kis karom található. A tardigrádok a vízben úgy vánszorognak, mint a medvék, amikor átkelnek a folyón. Innen ered a becenevük, a “vízi medvék”.”

A tardigrádok képesek a fejüket a testüktől függetlenül mozgatni, és néhány fajnak szeme is van. Ha mikroszkóp alatt nézzük őket, egyenesen visszabámulnak, nem zavarja őket az ember.

2) A tardigrádok át tudnak alakulni dézsává – így szinte bárhol túlélhetnek

A legtöbb mikroszkopikus állatnak vízre van szüksége a túléléshez – különben elpárolognak, ha kiveszik őket a vízből.

De a tardigrádok nem.

Ha kiveszik a vízből és kiszáradnak, a tardigrádok képesek sejtes erőddé alakulni, betakarják a lábaikat és a fejüket, és egy “tun”-nak nevezett kompakt pilleformát alkotnak.

Ebben a tun állapotban a tardigrádok glicerint (fagyállót) termelnek, és trehalózt is kiválasztanak, egy figyelemre méltó tartósító tulajdonságokkal rendelkező egyszerű cukrot. “A trehalóz olyan gubónak tekinthető, amely a biomolekulát egy üvegszerű mátrixban tartja fogva, mint a borostyánba burkolózó rovarok” – magyarázza a Protein Science című szaklapban 2009-ben megjelent tanulmány. Amikor a trehalóz kikristályosodik, a tardigrade egy üvegpáncélban mumifikálódik.

Ezt a folyamatot vitrifikációnak nevezik, és a tudósok megpróbálták lemásolni, hogy más érzékeny sejtes szövetek, például spermiumok és petesejtek védelmére is felhasználhassák.

Ebben a hibernált állapotban a tunák szinte bármilyen támadást képesek elviselni. A forrásban lévő víz és az abszolút nulla fokhoz közeli hőmérséklet (azaz a leghidegebb, ami hideg lehet) sem zavarja őket.

2007-ben az Európai Űrügynökség felbocsátott egy műholdat, amely (többek között) tardigrádokat szállított tun alakban, és szelektíven kitette őket az űr vákuumának és a kozmikus sugárzásnak. Tíz nappal később a tardigrádok visszatértek a Földre és rehidratálódtak. Figyelemre méltó módon egy maroknyi túlélte mind a sugárzást, mind a vákuumot, így ők lettek az első olyan állatok, amelyek túlélték a teljes űrbéli expozíciót.

A kutatások azt is kimutatták, hogy a tunok akár 87 022,6 font per négyzetcentiméteres nyomást is képesek túlélni, ami hatszorosa annak, amit az óceán legmélyebb részén találnánk. (43,00 PSI körül “a legtöbb baktérium és többsejtű élőlény elpusztul” – írja a Nature.)

A tardigrade bödönként 99,99 százalékkal csökkenti anyagcseréjét, miközben egy alkalmasabb környezetre vár. Olyan esetekről is beszámoltak, amikor a tun több mint 100 évet éltek túl, mielőtt rehidratálódtak volna.

1983-ban egy japán tudóscsoport az Antarktiszon utazva összegyűjtött néhány tardigrádot, és harminc évre mélyhűtőbe tette őket. Amikor a tardigrádok 2014 májusában felengedtek, nem akartak bosszút állni az emberiségen a bebörtönzésükért. Ehelyett egy tányér agar-gélben tébláboltak, mintha mi sem történt volna. Aztán szaporodtak.

Nézze meg, hogyan ébrednek újra:

A tardigrádok különböző módon alkalmazkodtak a legkülönbözőbb környezeti veszélyekhez. Forró körülmények között hősokkfehérjéket bocsátanak ki, amelyek megakadályozzák más fehérjék elgörbülését. Egyes tardigrádok képesek buborékos cisztákat képezni a testük körül. A ciszták a pufferdzsekikhez hasonlóan lehetővé teszik számukra, hogy túléljék a zord éghajlatot anélkül, hogy teljes tun üzemmódba kellene kapcsolniuk.

A tudósok remélik, hogy megtudják, hogyan lehet ezeket a figyelemre méltó alkalmazkodásokat más organizmusoknál is utánozni. (Van néhány apró bizonyíték arra, hogy egy tardigrad fehérje emberi sejtekbe való beillesztése segít megvédeni az emberi sejteket a sugárzástól.)

A tardigradokat néha “extremofilként” emlegetik, egy olyan szuperkemény baktériumok leírására használt kifejezés, amelyek óceáni forrásokban és más rendkívül barátságtalan környezetben képesek élni. Bartels tisztázza, hogy ezek nem extremofilok, mivel nem igazán “élnek”, és tun üzemmódban mozognak. “Nagyon könnyű megölni őket, amikor a normál környezetükben mozognak” – mondja Bartels.

De tun formában rendkívül nehéz elpusztítani őket. És egy olyan kataklizma után, mint egy aszteroida becsapódása, valószínűleg ők lennének az utolsó élőlények a Földön. Ahhoz, hogy az összes tardigrádot elpusztítsák a Földön – állítják a Nature’s Scientific Reports 2017-es tanulmányának szerzői -, olyan eseményre lenne szükség, amelynek ereje elegendő lenne ahhoz, hogy az összes óceánt elpárologtassa. Számítsunk tehát arra, hogy a tardigrádok a Föld végsőkig életben maradnak.

3) Egy órán át szexelnek

Ha már ennyit tudunk arról, hogyan védekeznek a tardigrádok a fenyegetések ellen, akkor azt is tudnunk kellene, hogyan párosodnak, nem? Ugye?

“Bár a tardigrádokat csaknem 245 éve tanulmányozzák, és mára több mint 1200 fajt írtak le, a tardigrádok élettörténetére vagy párzási viselkedésére vonatkozóan csak néhány publikáció létezik” – magyarázzák a németországi Görlitz Természettudományi Múzeum kutatói a Journal of Zoological Systems and Evolutionary Research című folyóiratban 2016-ban.

A kutatók tehát nekiláttak, hogy kijavítsák ezt a tudományos hiányosságot, és 30 tardigrade-párt filmeztek le a párzásról egy, a maga nemében első tanulmányhoz.

Az eredmény: Először publikálták egy tudományos folyóiratban, itt van egy videó két tardigrádról, amint hancúroznak.

Igen, egy kicsit nehéz látni, mi történik. Szerencsére a tudósok rajzoltak egy rajzos ábrát, hogy segítsenek. Alapvetően a hím (az ábra alján és a GIF jobb oldalán) a nőstény feje köré gömbölyödik, és ott tartja magát a mellső lábaival. A nőstény ezután ingerli a hímet “a fullánkjainak mozgatásával és a szívó garat összehúzásával” , a tanulmány szerzői szerint.

A tudósok megjegyzik, hogy az egész folyamat körülbelül egy órát vesz igénybe, amely alatt “az ondó többször ejakulál”. Most már a maratoni kopulációt is hozzáadhatjuk az állat lenyűgöző képességeinek listájához.

4) A tardigrádok gyakran az elsők, akik új ökoszisztémák úttörői

Byron Adams, a Brigham Young Egyetem biológusa elmagyarázza, hogy a tardigrádok gyakran elsőként kolonizálnak új, zord környezeteket. A táplálékláncok alapító láncszemeként működnek.

Egy példa: “Amikor egy vulkán kitör, és olvadt láva ömlik mindenre az ökoszisztémában, az ökoszisztémában minden elpusztul” – írja egy e-mailben. “A tardigrádok a legelső többsejtű állatok között vannak, amelyek megtelepedtek. A tardigrádok az ebben a környezetben élő mikrobákkal táplálkoznak.” A tardigrádok viszont felhalmozzák az élethez nélkülözhetetlen elemeket – például nitrogént, szenet és foszfort -, amelyek aztán lehetővé teszik a növények és más életformák beköltözését.

Adams terepmunkát végzett az Antarktiszon, azt vizsgálva, hogy a permafroszt olvadása hogyan hat az ottani mikroszkopikus ökoszisztémára. Mivel a tardigrádok mindenütt jelen vannak, valószínűleg szerepet fognak játszani abban, hogyan változik az antarktiszi kontinens a felmelegedő éghajlat hatására.

“Ők teremtik meg a terepet más organizmusok számára” – mondta Adams 2016-ban. “Megteremtették azokat a réseket, amelyekben más, összetettebb organizmusok fejlődtek ki. És szerintem ez teljesen király.”

5) Szinte bárki felfedezhet új tardigrad fajokat

Mivel a tardigradák bármilyen környezetben képesek túlélni, világszerte elszaporodtak. Ha felveszel egy követ a kertedben, valószínűleg él alatta néhány tardigrád. Bár már több mint 1000 fajt azonosítottak, minden évben újabbakat fedeznek fel.

Bartels egyik egyetemi osztálya Dél-Karolina partjainál fedezett fel egy új fajt. Az osztály megszavazta, hogy a fajt a spagettiről nevezzék el – csak mert megtehették. “Nagyon izgatottak lettek” – mondta Bartels.

A Carleton College-nak van egy praktikus terepi útmutatója a tardigrádok megtalálásához. Csak öt egyszerű lépés! Vásárolhatsz egy szuperolcsó zsebmikroszkópot, amely egy mobiltelefon kamerájához csatlakozik, hogy megnézd őket.

1. Gyűjtsön egy csomó mohát vagy zuzmót (száraz vagy nedves), és helyezze egy sekély tálba, például egy Petri-csészébe.

2. Áztassa vízben (lehetőleg esővízben vagy desztillált vízben) 3-24 órán keresztül.

3. Távolítsa el és dobja ki a felesleges vizet a tálból.

4. Rázza vagy nyomja össze a moha/ zuzmó csomókat egy másik átlátszó tálon, hogy összegyűjtse a csapdába esett vizet.

5. Alacsony objektívvel kezdve vizsgálja meg a vizet sztereomikroszkóppal.

6. Mikropipetta segítségével helyezze át a tardigrádokat egy tárgylemezre, amelyeket nagyobb fényerővel, összetett mikroszkóp alatt figyelhet meg.

6) Említettük már, hogy furcsán aranyosak?