Superbohaterowie natury

W przyrodzie nie ma większych twardzieli niż te małe bezkręgowce. Są stworzone, aby przetrwać każdą katastrofę powodującą masowe wymieranie gatunków i rozpocząć ewolucję życia na naszej planecie od nowa.

Publikacja: 19.02.2019 18:02

Być może to niesporczaki jako pierwsze rozpoczną kiedyś kolonizację Marsa

Być może to niesporczaki jako pierwsze rozpoczną kiedyś kolonizację Marsa

Foto: shutterstock

Jedne z najwytrzymalszych organizmów na naszej planecie mają zaledwie od 0,01 do 1,2 mm długości. Te maluchy mają prawdziwe moce godne supermena, choć pod mikroskopem wyglądają jak bezradne, walcowate niedźwiedzie noworodki. Te sympatyczne maluchy to pospolicie występujące niesporczaki, bezkręgowce zaliczane do grupy pierwoustych – dwubocznych, bardzo małych, symetrycznych zwierząt. Ich walcowate ciała są zakończone zlewającą się z tułowiem głową oraz nieznacznie wyodrębnionymi czterema lub ośmioma parami tułowiowych odnóży, z pazurkowatymi przylgami.

To budzące sympatię zwierzątko, nazywane popularnie niedźwiedziem wodnym, wydaje się niezwykle nieporadne i słabe. Nic bardziej mylnego. Nie ma od niego większego twardziela w całym królestwie zwierząt. Choć całe życie niesporczaków polega głównie na jedzeniu liści i rozmnażaniu, to w sytuacjach zagrożenia życia uruchamiają godny pozazdroszczenia mechanizm kryptobiozy wprowadzający ich organizmy w stan spoczynku wywołany niekorzystnymi warunkami środowiskowymi.

Naukowcy od dawna są zafascynowani tymi zdolnościami przetrwania. Niesporczaki mogą przez wiele lat żyć w stanie hibernacji w temperaturach poniżej -50 st. C. Istnieją nawet udokumentowane przypadki przetrwania tych zwierząt w temperaturze zbliżonej do zera bezwzględnego (-273,15 st. C).

W tych ekstremalnie niskich temperaturach niesporczaki zwijają swoje puszyste ciała, kurczą się, usuwają niemal całą wodę ze swoich organizmów i wytwarzają krioprotektanty sprawiające, że w ich zamarzających ciałach nie powstają niszczące komórki kryształy.

Ten fenomenalny mechanizm adaptacji do skrajnych warunków temperaturowych to dopiero początek możliwości tych malutkich twardzieli. Prowadzący badania na niesporczakach naukowcy z Harvard Medical School zaobserwowali, że są one także zdolne przetrwać ponad 100 lat w stanie całkowitego odwodnienia (anhydrobioza) oraz bez tlenu (anoksybioza). Najbardziej zdumiewające jest jednak, że niektóre z 1100 odmian tych bezkręgowców są zdolne przeżyć jonizujące promieniowanie kosmiczne, tysiąc razy silniejsze niż to, które może zabić każdy inny organizm żyjący na naszej planecie.

Przyszłość należy do niesporczaków

Najważniejsze jest jednak, że po przebudzeniu się z kryptobiozy niesporczaki rozpoczynają aktywne życie w doskonałym zdrowiu, tak jakby nigdy nie poddały swoich organizmów ekstremalnej przemianie. W czasie kryptobiozy zatrzymują się wszystkie procesy starzenia.

Badania dowiodły, że niesporczaki mogą zapadać w ten dziwny letarg nawet na 20 lat, choć istnieje także doniesienie o 120-letnim przeżyciu.

Nie tylko niskie temperatury nie stanowią problemu dla tych bezkręgowców. W 1937 r. w pobliżu japońskiego miasta Nagasaki odkryto w gorących źródłach siarkowych gatunek Thermozodium esakii, który był zdolny przetrwać w temperaturze ponad 150 st. C.

Odporność niesporczaków zdaje się być niewyczerpywalna. Na długiej liście „supermocy" tych bezkręgowców jest nawet zdolność przeżycia w warunkach, w których występuje ciśnienie aż sześciu tysięcy atmosfer. Dla porównania warto pamiętać, że ciśnienie atmosferyczne na powierzchni Wenus jest ponad 90-krotnie wyższe niż na Ziemi. Atmosfera naszej siostrzanej planety składa się w 96,6 proc. z dwutlenku węgla, a średnia temperatura wynosi 464 st. C. Żaden organizm ziemski nie przetrwałby w tych warunkach nawet sekundy, ale nie niesporczaki, które w niektórych częściach naszej sąsiedniej planety bez problemu przeżyłyby w stanie kryptobiozy. Jeszcze łatwiej zniosłyby warunki panujące na Marsie. Być może to one jako pierwsze kiedyś rozpoczną kolonizację Czerwonej Planety.

Te niezwykłe zdolności tłumaczą, dlaczego ten fotogeniczny niedźwiadek wodny występuje w niemal każdym zakątku naszej planety – od szczytów ośmiotysięczników w Himalajach, na mroźnych przestrzeniach Antarktydy, po wnętrza kraterów niektórych czynnych wulkanów. Żyjemy w przekonaniu, że Ziemia została skolonizowana przez gatunek homo sapiens, jednak z czysto statystycznego punktu widzenia należy ona właśnie do wszechobecnych na niej niesporczaków. I to one w przeciwieństwie do ludzi mają wbudowane mechanizmy obronne pozwalające przetrwać niemal każdy kataklizm naturalny i spowodowany przez człowieka.

Dotychczas było zatem niemal pewne, że w przypadku jakiejś wielkiej katastrofy naturalnej, która spowoduje masowe wymieranie gatunków, to właśnie dzięki tym małym niedźwiadkom rozpocznie się kolejny postapokalityczny proces ewolucyjny.

A może jednak my też przetrwamy? Przyszłość naszego gatunku może się diametralnie zmienić właśnie dzięki niesporczakom.

Sposób na przetrwanie

W 2017 r. naukowcy odkryli unikalne, wewnętrznie nieuporządkowane białka swoiste niesporczaków, które pomagają komórkom tych bezkręgowców przejść w stan kryptobiozy.

– Nadal nie jest dla nas jasny mechanizm ich działania – podkreśla dr Roger Larken Chang z Harvard Medical School. – Wstępne badania sugerują, że te białka wytwarzają substancję przypominającą biologiczne szkło, które w okresach znacznego stresu organizmu niesporczaka unieruchamiają wszystkie procesy zachodzące w komórkach tych zwierząt.

Odkrycie działania tego białka pozwoliłoby na stworzenie niebywałego środka zapobiegającego starzeniu i wielu procesom zagrażającym naszemu życiu.

Można sobie jedynie wyobrazić niebywałe możliwości zastosowania takiej substancji w organizmach ludzkich. Spowalniałyby ona akcję serca i pracę mózgu w przypadkach zapaści krążeniowych. Syntetyczne białko niesporczaków mogłoby wprowadzać ludzkie komórki w stan kryptobiozy, dzięki czemu ofiary wszelkiego typu wypadków, udarów czy zawałów mogłyby bez problemu na czas dojechać do szpitala bez utraty cennych chwil niezbędnych do akcji reanimacyjnej. Dotyczyłoby to także pacjentów po ciężkich operacjach chirurgicznych, w tym tych, którym grozi utrata kończyn. Aby zbudować podstawy do opracowania takiego syntetycznego białka, dr Silver i dr Chang z Harvard Medical School połączyli siły z dr Deborą Marks, biologiem obliczeniowym z tej samej uczelni, której laboratorium stworzyło algorytm umożliwiający przeszukiwanie milionów sekwencji białek pod kątem powtarzających się wzorców.

Jak obiecujące są te badania, wskazuje fakt, że chęć współpracy zgłosiła Agencja Rozwoju Zaawansowanych Technologii Obronnych amerykańskich sił zbrojnych. Wojsko zawsze poszukiwało inspiracji do swoich wynalazków w przyrodzie. Wydaje się, że natura zdążyła już przetestować wszystkie możliwe pomysły. Niesporczaki wydają się pod tym względem szczególnie niezwykłe. Ich zdolności adaptacyjne pomogą ludziom przetrwać długie podróże kosmiczne, a żołnierzom przeżyć w każdych warunkach bojowych.

Jedne z najwytrzymalszych organizmów na naszej planecie mają zaledwie od 0,01 do 1,2 mm długości. Te maluchy mają prawdziwe moce godne supermena, choć pod mikroskopem wyglądają jak bezradne, walcowate niedźwiedzie noworodki. Te sympatyczne maluchy to pospolicie występujące niesporczaki, bezkręgowce zaliczane do grupy pierwoustych – dwubocznych, bardzo małych, symetrycznych zwierząt. Ich walcowate ciała są zakończone zlewającą się z tułowiem głową oraz nieznacznie wyodrębnionymi czterema lub ośmioma parami tułowiowych odnóży, z pazurkowatymi przylgami.

Pozostało 92% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Nauka
Naukowcy wskazali dietę, która może nasilać stany lękowe
Nauka
Naukowcy: Słonie zwracają się do siebie po imieniu
Nauka
Zombifikacja, czyli tragiczne skutki fentanylu
Nauka
Dieta ketogeniczna może powodować starzenie. Niepokojące wyniki badań na myszach
Akcje Specjalne
Firmy chcą działać w sposób zrównoważony
Nauka
Człowiek poznał kolejną tajemnicę orangutana. Naczelny potrafi się leczyć
Materiał Promocyjny
Sztuczna inteligencja może być wykorzystywana w każdej branży