Paul Bartels are o emoție de fiecare dată când descoperă o nouă specie de tardigrade, phylum-ul de animale microscopice cel mai bine cunoscut pentru faptul că sunt atât ciudat de drăguțe, cât și pentru că sunt capabile să supraviețuiască în vidul din spațiu.

„Prima lucrare pe care am scris-o descriind o nouă specie, am avut un sentiment materno-paternal – ca și cum tocmai aș fi dat naștere la acest lucru nou”, a declarat el în 2016.

Alertul vine, în parte, pentru că tardigradele sunt cele mai fascinante animale cunoscute de știință, capabile să supraviețuiască în aproape orice mediu imaginabil. „Există niște ecosisteme în Antarctica numite nunataks, unde vântul spulberă zăpada și gheața, expunând aflorimente de roci, iar singurele lucruri care trăiesc pe ele sunt lichenii și tardigradele”, spune Bartels, un zoolog de nevertebrate de la Warren Wilson College din Carolina de Nord.

Cuprindeți o bucată de mușchi și veți găsi tardigrade. În sol: tardigrade. În ocean: v-ați prins. Trăiesc pe fiecare continent, în orice climă și la orice latitudine. Rezistența lor extremă le-a permis să cucerească întreaga planetă.

Și, deși biologii știu despre tardigrade încă din zorii microscopului, abia acum încep să înțeleagă cum aceste organisme remarcabile sunt capabile să supraviețuiască oriunde. Biologii precum Bartels au studiat mai mult de 1.000 de specii de tardigrade din întreaga lume, încercând să facă o inginerie inversă a capacității lor remarcabile de a supraviețui. Iată ce au învățat până acum.

1) Să începem cu începutul: Tardigradele sunt ciudat de drăguțe

Tardigradele par genul de animale pe care Pixar le-ar prezenta într-un film pentru copii, care afirmă viața și în același timp frânge inima. „Sunt foarte carismatici”, spune Bartels.

Doar uitați-vă la unul și veți vedea de ce.

Tardigradele – care cresc până la un milimetru în lungime – înoată cu patru seturi de picioare butucănoase care par mult prea mici pentru corpul lor. La capătul fiecărui picior se află un set de gheare mici și butucănoase. Tardigradele se târăsc în apă, așa cum ar face un urs atunci când traversează un râu. De aici și porecla lor, „urșii de apă.”

Tardigradele își pot mișca capul independent de corp, iar unele specii au ochi. Când vă uitați la ele la microscop, ele privesc drept în spate, nefiind deranjate de oameni.

2) Tardigradele se pot transforma în tunsori – ceea ce le permite să supraviețuiască aproape oriunde

Majoritatea animalelor microscopice au nevoie de apă pentru a supraviețui – altfel, se pot evapora dacă sunt scoase din apă.

Dar nu și tardigradele.

Când sunt scoase din apă și uscate, tardigradele se pot transforma într-o fortăreață celulară, băgându-și înăuntru picioarele și capul, formând o formă compactă de pastilă numită „tun.”

În această stare de tun, tardigradele produc glicerol (antigel) și, de asemenea, secretă trehaloză, un zahăr simplu cu proprietăți remarcabile de conservare. „Trehaloza este văzută ca un cocon care prinde biomolecula în interiorul unei matrice sticloase, precum insectele care înconjoară chihlimbarul”, explică un articol din 2009 din Protein Science. Când trehaloza se cristalizează, tardigrada devine mumificată într-o armură de sticlă.

Acest proces se numește vitrificare, iar oamenii de știință au încercat să îl reproducă pentru a-l folosi la protejarea altor țesuturi celulare delicate, cum ar fi sperma și ovulele.

În această stare de hibernare, tunsul poate rezista aproape oricărui atac. Apa clocotită și temperaturile apropiate de zero absolut (adică, cât se poate de rece) nu le tulbură.

În 2007, Agenția Spațială Europeană a lansat un satelit care transporta (printre altele), o încărcătură utilă de tardigrade sub formă de tun, și le-a expus selectiv la vidul din spațiu și la radiații cosmice. Zece zile mai târziu, tardigradele au fost readuse pe Pământ și rehidratate. În mod remarcabil, o mână de ei au supraviețuit atât radiațiilor, cât și vidului, devenind astfel primele animale înregistrate care au supraviețuit unei expuneri complete în spațiu.

Cercetarea a arătat, de asemenea, că tunurile pot supraviețui unor presiuni de până la 87.022,6 livre pe centimetru pătrat – de șase ori mai mare decât cea pe care o puteți găsi în cea mai adâncă parte a oceanului. (În jurul valorii de 43.00 PSI, „majoritatea bacteriilor și a organismelor multicelulare mor”, a raportat Nature.)

Ca tunel, tardigrada își reduce metabolismul cu 99,99 la sută în timp ce așteaptă un mediu mai potrivit. Au fost raportate chiar și cazuri de tuns care au supraviețuit mai mult de 100 de ani înainte de a se rehidrata.

În 1983, o echipă de oameni de știință japonezi aflați într-o călătorie prin Antarctica a colectat câteva tardigrade și le-a pus la congelator timp de treizeci de ani. Când tardigradele s-au dezghețat în mai 2014, acestea nu au căutat să se răzbune pe omenire pentru întemnițarea lor. În schimb, s-au plimbat pe o farfurie de gel de agar ca și cum nimic nu s-ar fi întâmplat. Și apoi s-au reprodus.

Veziți-le trezindu-se mai jos:

Tardigradele au adaptări diferite pentru o mare varietate de amenințări de mediu. În condiții de căldură, ele eliberează proteine de șoc termic, care împiedică alte proteine să se deformeze. Unele tardigrade pot forma chisturi cu bule în jurul corpului lor. Asemenea jachetelor pufoase, chisturile le permit să supraviețuiască în condiții climatice dure fără a fi nevoiți să revină în modul tun complet.

Și oamenii de știință speră să învețe cum să imite aceste adaptări remarcabile pentru alte organisme. (Există unele mici dovezi că inserarea unei proteine de tardigrade în celulele umane ajută la protejarea celulelor umane de radiații.)

Tardigradele sunt uneori denumite „extremofile”, un termen folosit pentru a descrie bacteriile super-rezistente care pot trăi pe gurile de ventilație ale oceanelor și în alte medii extrem de neospitaliere. Bartels clarifică faptul că acestea nu sunt extremofile, deoarece nu „trăiesc” cu adevărat și se deplasează în modul tun. „Este foarte ușor să le ucizi atunci când se află în mediul lor normal”, spune Bartels.

Dar în forma lor de tunel, sunt extrem de greu de ucis. Și, în urma unui cataclism, cum ar fi impactul unui asteroid, ar fi probabil ultimele ființe vii de pe Pământ. Pentru a ucide toate tardigradele de pe Pământ, au susținut autorii unui articol din 2017 din Nature’s Scientific Reports, ar fi nevoie de un eveniment cu suficientă putere pentru a vaporiza toate oceanele. Așa că așteptați-vă ca tardigradele să supraviețuiască până la capătul amar al Pământului.

3) Fac sex timp de o oră

Dacă știm toate astea despre modul în care tardigradele se protejează de amenințări, ar trebui să știm cum se împerechează, nu? Nu-i așa?

„Deși tardigradele au fost studiate timp de aproape 245 de ani și până acum au fost descrise peste 1200 de specii, există doar câteva publicații referitoare la istoricul vieții sau la comportamentul de împerechere al tardigradelor”, explicau cercetătorii de la Muzeul de Istorie Naturală Görlitz din Germania în Journal of Zoological Systems and Evolutionary Research, scris în 2016.

Așa că cercetătorii și-au propus să corecteze această lacună științifică, filmând 30 de cupluri de tardigrade care copulează pentru un studiu inedit.

Rezultatul: Pentru prima dată publicat într-o revistă științifică, iată o înregistrare video cu două tardigrade care se încurcă.

Da, este puțin cam greu de văzut ce se întâmplă. Din fericire, oamenii de știință au desenat o diagramă desenată pentru a ne ajuta. Practic, masculul (în partea de jos a diagramei și în partea dreaptă a GIF-ului) se încolăcește în jurul capului femelei și se ține acolo cu picioarele din față. Femela stimulează apoi masculul „mișcându-și stiletele și contractând faringele de supt ,” potrivit autorilor studiului.

Cei care au realizat studiul notează că întregul proces durează aproximativ o oră, timp în care „sperma ejaculează de mai multe ori”. Acum putem adăuga copularea maraton la lista abilităților impresionante ale acestui animal.

4) Tardigradele sunt adesea primele care fac pionierat în ecosisteme noi

Byron Adams, un biolog de la Universitatea Brigham Young, explică faptul că tardigradele sunt adesea primele care colonizează medii noi și aspre. Ei acționează ca verigi fondatoare în lanțurile alimentare.

Un exemplu: „Când un vulcan erupe și lava topită se revarsă peste tot în ecosistem, totul în acel ecosistem este mort”, scrie el într-un e-mail. „Tardigradele sunt printre primele animale multicelulare care au colonizat. Tardigradele se hrănesc cu microbii care trăiesc în acest mediu”. Tardigradele, la rândul lor, acumulează elementele esențiale pentru viață – cum ar fi azotul, carbonul și fosforul – care apoi permit plantelor și altor forme de viață să se mute.

Adams a efectuat lucrări de teren în Antarctica, studiind modul în care topirea permafrostului va avea un impact asupra ecosistemului microscopic de acolo. Deoarece tardigradele sunt omniprezente, este probabil ca ele să joace un rol în modul în care continentul antarctic se schimbă odată cu încălzirea climei.

„Ele pregătesc terenul pentru alte organisme”, a declarat Adams în 2016. „Au creat nișele în care au evoluat alte organisme mai complexe. Și cred că acest lucru este absolut grozav.”

5) Aproape oricine poate descoperi noi specii de tardigrade

Pentru că tardigradele pot supraviețui în orice mediu, acestea au proliferat pe tot globul. Dacă ridicați o piatră din curtea dumneavoastră, probabil că sub ea trăiesc niște tardigrade. Deși mai mult de 1.000 de specii au fost deja identificate, în fiecare an se descoperă altele.

Una dintre clasele de licență ale lui Bartels a descoperit o nouă specie pe coasta din Carolina de Sud. Clasa a votat să numească specia după spaghete – doar pentru că au putut. „Au fost foarte entuziasmați”, a spus Bartels.

Carleton College are un ghid de teren la îndemână pentru a găsi tardigrade . Doar cinci pași simpli! Puteți achiziționa un microscop de buzunar super ieftin care se atașează la camera unui telefon mobil pentru a le vedea.

1. Colectați o aglomerare de mușchi sau lichen (uscat sau umed) și puneți-o într-o farfurie puțin adâncă, cum ar fi o farfurie Petri.

2. Înmuiați-o în apă (de preferință apă de ploaie sau apă distilată) timp de 3-24 de ore.

3. Îndepărtați și aruncați excesul de apă din farfurie.

4. Scuturați sau stoarceți aglomerările de mușchi/lichen peste o altă farfurie transparentă pentru a colecta apa captată.

5. Pornind de la o lentilă cu obiectiv mic, examinați apa folosind un microscop stereo.

6. Folosiți o micropipetă pentru a transfera tardigradele pe o lamelă, care pot fi observate cu o putere mai mare la un microscop compus.

6) Am menționat că sunt ciudat de drăguțe?

.