Niesporczak – najbardziej odporne zwierzę na Ziemi

Niesporczak (Tardigrada) to bardzo małe zwierzę bezkręgowe, które od lat fascynuje naukowców. Pomimo swojego niewielkiego rozmiaru (osiągają od 0,01 do 1,2 mm – tak milimetra! długości) niesporczaki są niezwykle odporne na ekstremalne warunki, przez co niektórzy zaczęli nazywać je superbohaterami, lub supermanami przyrody.

Gdzie żyją niesporczaki?

Te mikroskopijne zwierzęta odkrył i opisał w 1773 roku Johann August Ephraim Goeze, który początkowo nazwał je„kleiner Wasserbär” (małe niedźwiedzie wodne). Cztery lata później włoski duchowny i naukowiec Lazzaro Spallanzani nadał im nazwę Tardigrada (wolno kroczące). Spallanzani dodał wodę do osadu z rynny i zaczął oglądać go pod mikroskopem. Okazało się, że pod wpływem wody setki małych stworzeń w kształcie niedźwiedzi zaczęło się wolno poruszać.

Czyli, że niesporczaki żyją w rynnie? Owszem, również tam – można powiedzieć, że są wszędzie od gór do głębokich mórz, przez wulkany błotne, tropikalne lasy deszczowe, po Antarktydę. Niektóre gatunki niesporczaków (dotychczas sklasyfikowano około 1300 gatunków) upodobały sobie mchy, ściółkę leśną, czy glebę, podczas gdy inne wybrały środowisko słono- lub słodkowodne.

Jak wyglądają niesporczaki?

Już dłużej nie trzymam Was w niepewności, bo zapewne chcielibyście w końcu zobaczyć jak wygląda niesporczak. To, że nie widać ich gołym okiem już wiecie. Jak zatem wyglądają pod mikroskopem? Są krótkie i pulchne, z czterema parami nóg, z których każda kończy się pazurami (zwykle cztery do ośmiu). Niektórzy twierdzą, że te pulchne wodne misie wyglądają jak przybysze z innej planety 🙂

Skóra niesporczaka składa się z chityny i białek, a na ich głowie znajdują się ruropodobne usta, które wyposażone są w coś, co przypomina sztyleciki – to dzięki nim niesporczak nakłuwa komórki roślinne, glony lub małe bezkręgowce, a następnie wysysa ich zawartość.

Przetrwać w ekstremalnie trudnych warunkach

Dotychczas uważano, że gdyby ziemię nawiedziła apokalipsa przetrwałyby jedynie karaluchy. Podczas badań nad niesporczakami okazało się jednak, że te nasze „wodne misie” nalezą do najbardziej odpornych organizmów na świecie. Niesporczaki by przetrwać są w stanie przejść w stan tzw. anabiozy i kryptobiozy (czyli ograniczenia funkcji życiowych organizmu w odpowiedzi na niekorzystne warunki środowiska naturalnego). Ekstremalne warunki przetrwania niesporczaków obejmują:
• odporność na temperaturę: w temperaturze 151 °C niesporczaki przetrwają kilka minut, w temperaturze -20 °C nawet 30 lat, w temperaturze -200°C kilka dni, a w temperaturze -272°C kilka minut
• odporność na promieniowanie: Niesporczaki znoszą 1000 razy silniejsze promieniowanie jonizujące niż jakiekolwiek inne zwierzę
• odporność na ciśnienie: doskonale radzą sobie w próżni, a niektóre gatunki są w stanie wytrzymać ciśnienie 6000 atmosfer, co stanowi prawie sześciokrotność ciśnienia wody w najgłębszym rowie oceanicznym na Ziemi – rowie Mariańskim
• niestraszny im brak wody: te niesamowite zwierzęta są w stanie przetrwać w stanie odwodnienia aż 10 lat!

Co ciekawe organizm niesporczaków po ustaniu niekorzystnych warunków wraca do aktywności!

Niesporczak w kosmosie

Co z tym wszystkim wspólnego ma kosmos? Otóż w ramach projektu pod nazwą TARDIS „Tardigrades in Space”, który w 2007 roku przeprowadził dr Ingmar Jönsson z Uniwersytetu w Kristianstad (Szwecja), satelita Europejskiej Agencji Kosmicznej wyniósł w przestrzeń kosmiczną 400 przedstawicieli tego gatunku. Po dotarciu na orbitę wszystkie zwierzęta wystawiono na działanie próżni. Część z nich (te znajdujące się w górnej warstwie) były ponadto narażone na promieniowanie całkowite. Niesporczaki znajdujące się w drugiej warstwie narażone były na słabsze promieniowanie, a te znajdujące się w trzeciej warstwie nie były narażone na promieniowanie.

Po powrocie na ziemię niesporczakom podano wodę, a następnie poddano je obserwacji. Naukowcy chcieli ustalić, ile z nich przeżyło eksperyment, oraz czy są w stanie rozmnażać się. Okazało się, że wszystkie zwierzęta, które narażone były wyłącznie na oddziaływanie próżni funkcjonowały prawidłowo. Wysoką śmiertelność stwierdzono w grupie, która była poddana promieniowaniu słonecznemu, choć kilka egzemplarzy odżyło po powrocie na ziemię i zmarło kilka dni później. Niesporczaki, które były poddane promieniowaniu UV-A i UV-B były w stanie rozmnażać się, chociaż liczba wyprodukowanych prze nie jaj była niższa niż u zwierząt kontrolnych, które pozostały na Ziemi.

W 2007 roku naukowcy nie wiedzieli, jak to możliwe że niesporczaki są tak odporne. Odpowiedź przyszła kilka lat później – prof. Takekazu Kunieda z uniwersytetu w Tokio podczas badań odkrył, że białko o nazwie Dsup chroni DNA niesporczaka przed uszkodzeniem, owijając się wokół niego. Okazało się również, że po wprowadzeniu tego genu do ludzkich komórek, wytwarzają one to samo białko, dzięki czemu zyskują one ochronę. Zmodyfikowane ludzkie komórki poddano pod działanie promieniowania rentenowskiego – uszkodzenia komórek były znacznie mniejsze, nadal jednak nie dorównywały one odpornością na promieniowanie samym niesporczakom.

„Zdaniem autorów odkrycie to może pomóc na przykład w zabezpieczaniu ludzkich komórek podczas przechowywania i transportu. A możliwości są o wiele większe – na przykład stworzenie super odpornych organizmów zdolnych do życia na Marsie i stopniowego przekształcania tej planety w możliwą do zasiedlenia przez ludzi” – podała we wrześniu 2016 roku Polska Agencja Prasowa.

Dr hab. Łukasz Kaczmarek pracujący na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, który od lat bada niesporczaki mówi, że można to w przyszłości wykorzystać w medycynie (np. w przypadku prześwietleń lub walce z nowotworami – uodpornić zdrowe komórki na dawki promieniowania stosowane w radioterapii), jeśli udałoby się przenieść ten efekt na cały organizm człowieka. Badania Japończyków pokazują, że te same mechanizmy, które działają w komórkach niewielkich niesporczaków, mogą również zadziałać w komórkach ludzkich.

Niesporczak ciekawostki

• Jak długo żyją niesporczaki? Niektóre gatunki niesporczaków żyją od 3 do 4 miesięcy, podczas gdy inne około 2 lat (nie wliczając w to stanu uśpienia). Średnia długość ich życia wynosi około 9 miesięcy
• Czy niesporczaki żyją w Polsce? Tak, dotychczas potwierdzono występowanie około 100 gatunków i liczba ta stale rośnie
• Ile gatunków niesporczaków odkryto? Około 1300. Szacuje się, że może być ich nawet 10 000
• W skrajnie nieodpowiednich warunkach niesporczaki są w stanie wydalić z własnego ciała nawet 90% wody. Dla porównania utrata wody przez człowieka powyżej 15% prowadzi do śmierci.
• zespół pod kierownictwem wspomnianego powyżej Łukasza Kaczmarka testuje hipotezę tzw. „Śpiącej królewny”, która zakłada że niesporczaki będące w stanie anhydrobiozy nie starzeją się, ponieważ ich metabolizm bardzo spowalnia lub jest wyłączany. Nie wiadomo jakie mechanizmy za to odpowiadają i dlatego jest to warte zbadania.
• zwierzęta te potrafią poruszać się z prędkością 11 cm/godz. W ciągu godziny są w stanie pokonać odległość równią 1166 długości ich ciała (to tak, jakby człowiek szedł z prędkością 2 km/godz)
• w 2016 roku w czasopiśmie Cryobiology opisano niesporczaki, które były zamrożone przez 30 lat. U jednego z dwóch rozmrożonych osobników po 13 dniach od rozmrożenia powróciły niemal wszystkie funkcje życiowe. Niesporczak złożył następnie 19 jaj, z których 14 się wykluło.
• 11 kwietnia 2019 roku na powierzchni Księżyca rozbił się Izraelski lądownik Beresheet. Na jego pokładzie znajdowała się paczka ludzkiego DNA przygotowana przez członków Fundacji Arch Mission oraz niesporczaki. Te ostatnie podróżowały na gapę, gdyż fundacja nie powiadomiła o tym fakcie ani władz Izraela ani USA.

Zobacz też:

• Najdłużej żyjące zwierzęta – oto rekordziści długowieczności wśród zwierząt
• Durian owoc – oto śmierdzący król owoców
• Ile waży motyl? Ciekawostki o motylach
• Kuoka – prawdopodobnie najszczęśliwsze zwierze na świecie
• Jak powstał niesamowity Krzywy Las koło Gryfina?


Źródła: (1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)