И ужасно тихий ход!

В 18 веке немецкий пастор Гёце, Иоганн Август Эфраим, взял микроскоп и посмотрел на воду вооруженным глазом. Рассмотрев увиденное существо повнимательнее, он записал в своем дневнике: «Маленькое животное обладает необычным строением, больше всего похоже на медведя в миниатюре. Поэтому я решил назвать его маленьким водяным медведем».

Подробно рассмотреть эту симпатяжку можно только в достаточно мощный микроскоп: маленькое полупрозрачное тельце, всего 0,1-1,5 мм, состоящее из 4 сегментов и головы. 4 пары коротких толстых ножек  с разветвленным коготком на конце. Последняя пара ног направлена назад. Рот снабжен острым «стилетом», которым существо прокалывает оболочки клеток водорослей и мхов. Дыхание кожное, роль крови выполняет заполняющая полость тела жидкость. Передвигается существо крайне медленно, всего 2-3 мм в минуту. Из-за этой их особенности итальянский ученый Ладзаро Спалланцани назвал их «тихоходками». Латинизированное название – Tardigrada.

Сейчас известно 400 видов тихоходок, из них 120 обитают в России. И если мы опустимся на дно морское (ниже 4 км), и если поднимемся «под облака» (выше 6 км) – везде мы сможем найти этих милых существ. Горячие водные источники, моховые и лишайниковые подушки на земле, деревьях, скалах и каменных стенах – излюбленные места обитания тихоходок (около тысячи особей на 1 грамм высушенного мха). Даже подо льдами острова Шпицберген они вполне комфортно себя чувствуют.

Тихоходки чрезвычайно выносливы. Уж как не «издевались» над ними ученые: десятилетиями держали при температуре -20С, месяцами – в жидком кислороде при -193С, часами нагревали их до температуры 65С, облучали дозой в 570000 рентген (выжило 50% тихоходок), испытывали давлением 600Мпа. А тихоходки упорно выживали. В особо не комфортных условиях тихоходки впадают в анабиоз: высушивают свое тело, втягивают конечности, поверхность тела покрывается восковой оболочкой. В этот момент их метаболизм падает до 0,01% от нормального, а содержание воды – до 1%.

Но в стремлении довести тихоходок до могилы ученые не останавливались. И, увы, им это удалось. Эти «живодеры» сформировали три группы тихоходок и отправили их на орбиту. Первую группу подвергли воздействию космической радиации. Другая группа, кроме радиации, подверглась облучению ультрафиолетом А и В (280-400 нм). Третья группа испытала на себе воздействие полного спектра ультрафиолета. Все тихоходки находились в состоянии анабиоза.  10 дней «изверги» держали несчастных в открытом космосе. Когда же иссушенные создания оказались на борту космического корабля, оказалось, что ультрафиолет оказал на них критическое воздействие, лишь 12% особей смогли «прийти в себя» и даже дать потомство, хотя их плодовитость и была ниже, чем у контрольной группы, находящейся на земле. По возвращению на землю все животные погибли.

Так чем же обусловлена столько высокая выживаемость этих существ? Чтобы ответить на этот вопрос, японские ученые решили покопаться в ДНК тихоходок. В результате исследования они смогли убедиться, что у тихоходок работают сразу несколько защитных механизмов, обусловленных наличием особых белков. Один из белков, названный Dsup (Damage suppressor), улучшает сопротивляемость радиоактивному излучению в клетке. И как говорится, «после опытов над животными переходят на опыты над людьми» — ученые ввели этот белок в клетку человека и оказалось, что эти клетки стали более устойчивыми к воздействию рентгеновского излучения.

«Устойчивость к рентгеновскому излучению является побочным действием механизма приспособления тихоходок к экстремальному обезвоживанию», — говорит Такеказу Куниеда, один из участников команды исследователей.

Если удастся ввести Dsup в организм живого человека, то такой «генно-модифицированый организм» окажется незаменимым при исследовании космоса и экспансии человечества за пределы Земли.

Дальнейшее изучение тихоходок, находящихся в процессе высыхания, позволило коллективу ученых из США и Италии выделить группу белков, которую они назвали «характерными для тихоходок внутренними разупорядоченными белками» («tardigrade-specific intrinsically disordered protein»), сокращённо — TDP. Чем больше этих белков вырабатывается в организме животного, тем быстрее оно переходит в состояние анабиоза. Отключение генов, ответственных за синтез этих белков ведет к высушиванию и смерти тихоходок. Проведя опыт по пересадки этих генов в геном дрожжей, ученые увидели, что при отсутствии воды белки переходят из жидкого в стеклообразное состояние. Данное открытие могло бы найти применение в агрономии для создания растений, способных переносить в состоянии анабиоза засушливые периоды.

Однако экстремальные жару и холод модифицированные дрожжи пережить не смогли, а значит, у тихоходок на этот случай есть другие способы защиты. Какие? Это еще предстоит выяснить ученым.