Бессмертные существа тихоходки доклад

Обновлено: 04.07.2024

Ученые до сих пор спорят, к какому виду относится тихоходка: к членистоногим, нематодам или кольчатым червям

Встречайте – хозяин Земли и чем уникальна тихоходка

Передвигается животное со скоростью до 3 мм в минуту. Местом обитания тихоходки может быть любая неблагоприятная для других организмов, среда. Они встречаются везде, от горячих источников, до ледников и высыхающих водоёмов.

При высыхании болота, тихоходка, для сохранения жизнеспособности, замещает клетки воды в своем организме белком. А дисахарид, вырабатываемый ее клетками, препятствует разрушению тканей. К этому процессу подключено множество непростых механизмов жизнеобеспечения существа. Когда болото или лиман восполняется живительной влагой, клетки животного наполняются водой, а белок растворяется. Чтобы восстановиться, ей достаточно одной микроскопической капельки воды. Научно было установлено, что происходит это благодаря ее геному.

По сравнению с тихоходкой, тараканы с их умением выживать в экстремальных условиях – простые смертные. Опыты над морским медведем показали следующее:

выживает при температуре свыше 150°C;
не боится мороза до - 273°C;
давление в 6000 атмосфер никак на нее не действует;
полный вакуум не лишит ее жизненных сил;
радиация 500.000 рентген, при смертельной дозе для человека на уровне 500 рентген, не наносит ей вреда;
чувство голода не доставляет ей никаких неудобств на протяжении нескольких десятков лет;
она может прожить без воды 100 лет.

Говорят, что тихоходка – это единственное существо на Земле, способное пережить любой, даже самый страшный апокалипсис . Попав в такие жесткие условия, миллионы хитрых тихоходок просто впадут в глубокую спячку, приостановив все процессы жизнедеятельности.

В 2007 году, тихоходка, в рамках эксперимента, побывала в открытом космосе. Существо выжило, благодаря чему было положено начало новому этапу исследования бессмертного животного. Кстати, после этого эксперимента, некоторые особи явили на свет здоровое жизнеспособное потомство.

Чем изучение ДНК тихоходки может помочь людям

Феноменальная живучесть тихоходки не даёт покоя учёным. При более подробном рассмотрении, ее геном обескуражил их наличием 215 млн. нуклеотидов. Это вдвое больше, чем у остальных беспозвоночных. Было, также, выявлено, что 17% ее генов позаимствованы у других живых организмов. Происходило это постепенно, в проуессе эволюции. Животное приобрело гены:

обеспечивающие восстановление собственной ДНК, повреждённой радиацией;
препятствующие окислению ДНК-цепочек и другие.

Начав доскональное изучение строения ДНК самого выносливого существа на планете, учёные мечтают выяснить, как именно ей удается выживать в экстремальной среде и применить эти знания в биотехнологиях и регенеративной медицине.

Тихоходка нормально себя чувствует в кипятке +100 С, в холодной среде до -200 С, ей нипочем ультрафиолетовое и рентгеновское излучение в 570 тысяч единиц и давление до 6 атмосфер. Также существа могут довольно долго жить в атмосфере углекислого газа и сероводорода. Это наводит на мысль, что тихоходка бессмертна. Конечно же, это не так – исследователи пришли к выводу, что ее продолжительность жизни составляет около 200 лет.

Водяные медведи – это единственные существа, над которыми ставились опыты в безвоздушном космическом пространстве. Пробыв в открытом космосе 10 дней, тихоходки были практически обезвожены, но вернулись в прежнее состояние, когда их поместили обратно на космический корабль. Ученые выяснили, что это существо способно ожить после продолжительной спячки (анабиоза) длиной в 10 лет.

Строение и физиология, размер тихоходки

Водяной медведь – это восьминогое, обитающее в водной среде крошечное животное, по своему строению ближе к нематодам (круглым червям), чем к их двойникам, членистоногим (насекомым, многоножкам, паукообразным и ракообразным).

У тихоходки очень маленькое полупрозрачное тело, размер которого составляет всего 0,1..1,5 мм. Новорожденные водяные медведи могут быть меньше, чем 0,05 мм. Наиболее крупные особи размером в 1,5 мм можно разглядеть невооруженным глазом, без микроскопа.

Тело покрыто хитиновым панцирем, который регулярно обновляется при линьке, как у всех насекомых. Панцирь имеет разную окраску, цвет зависит от условий обитания. В природе встречаются:

Оранжевые и ярко-красные особи, распространенные на водорослях
Оливковые, которые живут на мхах и лишайниках
Зеленые, обитающие в воде

Ноги тихоходки по сравнению с туловищем – коротенькие и толстенькие, с 4-8 коготками в виде щетинок. По форме они напоминают медвежьи лапы. Острыми коготками "водяные медведи" цепляются за мох или лишайник, так им легче передвигаться. Три пары ног направлены вперед, а четвертая – назад. Тихоходки очень медленно передвигаются – за 1 минуту они преодолевают 2-3 мм. Это равносильно тому, как если бы человек преодолевал расстояние 30-40 метров в минуту (учитывая размеры тела человека).

Тихоходка под микроскопом

У тихоходки нет кровеносной системы, и полностью отсутствуют дыхательные органы, а дышат они кожей. Ротовое отверстие снабжено острыми отростками, которые необходимы водяному медведю для прокалывания оболочек клеток мхов и водорослей, чтобы получить питательную жидкость. Нервная, пищеварительная система, так же как и система размножения, присутствуют.

Удивительно, что существует более 400 различных видов тихоходки, но при этом идентифицировано менее 10% видов этого животного.

Вы можете спросить: где они были все это время? Почему они не появились раньше, когда ученые были поглощены исследованием видов животных этой планеты? Почему широкая общественность узнала о них только теперь?

Все это время тихоходки были вокруг нас. На самом деле, они, вероятно, смотрят на вас прямо сейчас, призывая вас заметить их. И восхититься их способностью к выживанию и уникальной неприхотливостью.

Где обитает тихоходка

Тихоходки встречаются почти повсеместно, но в первую очередь их любимыми местами обитания является морская и пресная вода, а также молодой мох, украшающий речные камни. Этих животных можно в большом количестве найти во влажных регионах, таких как русла рек, ручьи и пруды.

Помимо водоемов, водяного медведя можно обнаружить в таких необычных для него местах, как:

Песчаные дюны
Каменистая местность
Почва
Дно океана
Деревья
Лишайниковые подушки
Подо льдом

Тихоходки живут скромной жизнью. Они не вызывают заболевания и не оказывают вредного воздействия на урожай. Это самые неприхотливые существа на планете Земля.

Что едят тихоходки?

Они питаются жидкостями клеток растений и мелких животных, проникая в их клеточные стенки и мембраны. Тихоходки делают это с помощью отростков, называемых стилетами, украшающих их ротовую полость. Основной источник питания – водоросли, мхи и лишайники.

Известно, что некоторые виды водных медведей поглощают целые живые организмы, такие как коловратки и нематоды. Тихоходки питаются даже своими, более мелкими, сородичами! Да, каннибализм очень распространен среди определенных видов тихоходки. Правда, когда у них достаточно еды и воды для поддержания функций организма, они так не поступают.

Интересный факт! Тихоходки могут обходиться без еды и питья на протяжении 30 лет.

Это, наверное, самые парадоксальные животные на нашей планете. Эти организмы невероятно милые и непритязательные; они как крошечные дирижабли, безобидно суетятся на своих коротеньких ножках. Но они также имеют легендарную репутацию самых неуничтожимых существ на Земле.

Крошечные, но живучие

Исследователи выяснили, что тихоходки выживают в горячих серных источниках среди вулканических гор; они выжили на вершине Гималаев, под слоями толстого льда, оставаясь невредимыми под действием огромного давления и чрезвычайно низких температур. Тихоходки способны пережить полное глобальное массовое вымирание и апокалипсис, вызванный астрофизическими событиями, такими как гамма-всплески и разрушительные удары метеоритов.

Тихоходки в Космосе

В 2007 году группа исследователей довела жизнеспособность этих необычных животных до предела в условиях, в которых невозможно было бы выжить ни одному из известных живых существ. Тихоходку поместили в открытый Космос на целых 10 дней.

Вакуум Космоса, который приводит к серьезному обезвоживанию и космическому излучению, не был проблемой для водных медведей. Когда те же самые образцы были возвращены на космический аппарат и подвергнуты регидратации (насыщению влагой), 68% тех, кто был защищен от радиации, выжили. Даже немного тихоходок, пребывавших в космическом вакууме без защиты от радиации, не только вернулись к жизни, но и произвели жизнеспособное потомство.

Как тихоходки выживают так долго?

Итак, мы выяснили, что крошечные тельца этих существ устойчивы к различным невзгодам и экстремальным условиям. Природные "сверхспособности" тихоходок помогают им противостоять условиям, которые привели бы к гибели других организмов. О чем идет речь, что за супер способности?

Секрет прост, это высочайшая устойчивость к криптобиозу (обезвоживанию тканей). Адаптация, которая позволяет тихоходкам жить в таких варварских условиях, заключается в их способности войти в обезвоженное состояние, очень похожее на смерть, и в этом вся разница.

Тихоходка – существо, которое невозможно убить

При столкновении со стрессами окружающей среды, панцирь тихоходки будет линять, а кожа внутри него свернется в сухой, безжизненный шар, называемый тун. Это значительно снижает метаболическую активность организма, примерно до 0,01% от нормального уровня, но все же защищает его ДНК. Для этого организм тихоходки вырабатывает трегалозу, – природный защитный сахар, образующий гелеобразную среду, которая задерживает и сохраняет клеточные органеллы и мембраны.

В обезвоженном состоянии тихоходки могут выживать в течение десятилетия или более. После погружения в воду их тела возвращаются к нормальному метаболическому состоянию в течение нескольких часов.

По некоторым данным, в одном из таких случаев группа обезвоженных тихоходок была взята из музейного образца 100-летнего высушенного мха и возвращена к жизни путем простой регидратации. При этом, чем дольше особи остаются в обезвоженном состоянии, тем ниже их шансы на успешное восстановление.

Будь то крутой кипяток, сильное ультрафиолетовое излучение, ледяной холод подледных озер, или даже вакуум пространства, эти твердые маленькие существа легко переживут любую невзгоду.

Варите их в кипятке, делайте пюре, засовывайте их в тушеное мясо – они универсальны и, вероятно, они – самые стойкие существа на планете. Пережив пять великих массовых вымираний в течение полмиллиарда лет, тихоходки могли бы стать самым странным сочетанием умиления и ужаса, которое кто-либо когда-либо испытывал, глядя в микроскоп.

Экстремальные условия, которые пугают нас и наверняка убьют почти любую форму земной жизни, едва ли волнуют тихоходок. Эти крошечные малыши расширили понятие обитаемой среды, и понимание их неразрушимости будет иметь глубокие последствия, как для наземной жизни, так и для выживания в других мирах.

Крошечные, микроскопические живые организмы под названием тихоходки широко известны в биологии за счет своей удивительной живучести. Они способны выживать в таких условиях, где не выживет ни один другой живой организм на планете Земля. Исследователи из Японии решили, наконец, разобраться в этом секрете живучести и создали самую точную на сегодняшний день картину генома тихоходок, который позволил им узнать несколько секретов, наделяющих этих крошечных существ способностью выживать практически где угодно.

Но применить его на людях пока не получится

Почему тихоходки такие живучие?

Когда ученые трансплантировали этот белок внутрь взращенных человеческих клеток, эти клетки получили ту же самую защиту от радиации. Полученный результат открывает потенциальные возможности для новых методов сохранения клеточных связей, новых методов генной терапии, а также новые возможности в трансгенетике.

Откуда появились тихоходки

Стоит отметить, что это не первый раз, когда ученые составляют геном тихоходок. В прошлом году генетики Университета Северной Каролины (США) проводили аналогичные исследования и выяснили, что генетическая структура этих живых существ обладает по-настоящему удивительной особенностью. Исследование показало, что 17,5 процента генома тихоходок берет свое начало у других организмов: растений, грибов, бактерий и даже вирусов. Было сделано предположение, что удивительные способности тихоходок не являются исключительно результатом их собственной эволюции, а скорее являются результатом процесса горизонтального переноса генов, когда один организм передает свой генетический материл другому организму, не являющемуся его потомком.

Однако новое исследование Токийского университета ставит под сомнение это предположение и говорит о том, что особенности тихоходок являются уникальными и совсем не являются следствием горизонтального переноса генов.

Новое исследование в некоторой степени отличается от предыдущих. Во-первых, для своих наблюдений японские ученые использовали самый живучий вид тихоходок R. Varieornatus, в то время как в предыдущих исследованиях ученые вели наблюдение за видом Hypsibius dujardini, который является наименее живучим среди этих организмов.

Во-вторых, ученые успешно исключили возможность воздействия на эти организмы других видов бактерий (вы не поверите, но наряду с другими средствами для этого использовались коммерчески доступные отбеливатели), что позволило просканировать геном тихоходок без воздействия каких-либо внешних раздражителей. Этот пункт оказался особенно важным, так как авторы предыдущих исследований заявляли о наличии большого объема бактериальных генов, включенных в геном тихоходок.

В-третьих, ученые смогли секвенировать геном тихоходок на гораздо более высоком уровне точности, создав генетический профиль, в 100 раз менее фрагментированный, чем в рамках предыдущих попыток.

Авторам нового исследования удалось выяснить, какие гены и биологические процессы наделяют тихоходок столь удивительными возможностями выживания. Например, в геноме тихоходок содержится больше, чем у любых других живых организмов, антиоксидантных ферментов и генов, восстанавливающих ДНК. Куниеда говорит, что эти особенности позволяют тихоходкам без проблем переживать полную дегидрацию их организма и эффективно восстанавливать поврежденные цепочки ДНК.

Кроме того, ученые обнаружили наличие особого белка, который встраивает себя в ДНК. Уникальный белок, получивший название Dsup, ведет себя как щит против радиации, не позволяя ДНК расщепляться. Это вполне может объяснять тот факт, что тихоходкам практически безразлично воздействие радиации и они вполне способны выживать даже в условиях вакуума космоса.

Можно ли перенять гены тихоходок?

Эта генетическая защита от радиации может быть адаптирована в клетках других животных. В рамках тестов с использованием культивированных клеток человека ученые продемонстрировали эффективность белка Dsup в противостоянии радиации и защите ДНК от повреждений, снизив их практически на 40 процентов. Другими словами, если этот особый белок можно будет поместить внутрь живых людей, то это повысит уровень нашей естественной защиты от радиации. Более того, биология тихоходок в той или иной степени может сделать человека более приспособленным к условиям космоса.

Несмотря на большую значимость белка Dsup, Куниеда считает, что способности сверхзащиты тихоходок скрываются и в других особенностях их строения и генетики, которые все еще только предстоит открыть.

По мнению ученого, перед тем как мы сможем полностью понять особенность генома тихоходок, потребуется провести еще далеко не одно исследование.

О выживании тихоходок ходят легенды, причем не только в среде ученых. Эти животные могут находиться в течение 20 месяцев (и даже больше) в жидком кислороде при температуре в -193 °C. В жидком гелии они могут находиться около 8 часов, оживая при оттаивании. Нагрев до 60-65 °C тихоходки выдерживают в течение 10 часов, а до 100 °C — в течение часа.

Выдерживают тихоходки давление около 6000 атмосфер. Причем, неважно, в каких условиях находится тихоходка — воде, перфторуглероде или углекислом газе. На результатах выживаемости это не сказывается. Неплохо чувствуют себя тихоходки и в вакууме, выдерживая и космическое излучение, и облучение ультрафиолетом A и B (длина волны 280—400 нм).

Тихоходки выдерживают и экстремальное обезвоживание, с сохранением доли воды в 1-2% от массы тела. После того, как это существо попадает во влажную среду, они возвращаются к нормальной жизни.

Так почему тихоходки настолько выносливы?

Ни одно другое существо неспособно выдерживать нечто подобное без вреда для себя. Есть существа, которые устойчивы к холоду, есть организмы, не боящиеся жары или вакуума. Но выдерживать все внешние факторы вместе ни одно другое живое существо, кроме тихоходок, неспособно. Чем же обусловлена такая высокая степень выживаемости?

Ответ на этот вопрос попытались дать японские ученые, которые секвенировали ДНК тихоходок. Результаты расшифровки генетического материала этих существ дали ответ на часть вопросов, интересующих биологов в отношении тихоходок в течение многих десятков или даже сотен лет. Как оказалось, у тихоходок работает сразу несколько защитных механизмов, которые обусловлены наличием в их организме особых белков.

Ученые изучали только один из видов тихоходок, Ramazzottius varieornatus, который является одним из наиболее устойчивых к внешним факторам видов. В организме тихоходок этого вида ученые обнаружили белок, обозначенный в работе, как Dsup (Damage suppressor), который снижает уровень негативного влияния внешних факторов на организм этих существ.

Для получения Dsup в достаточных количествах соответствующий ген был пересажен в геном кишечной палочки. И уже потом белок был перенесен в культуры человеческих клеток.

Результаты работы японцев заинтересовали ученых из других стран. Например, Ингемар Хёнссен [Ingemar Jönsson] из Университета Кристианстад (Швеция) считает исследование важным для медицины.

Исследование также подливает масла в огонь обсуждение большого количества сторонних генов в генотипе тихоходок. Ранее считалось, что процент таких генов, полученных тихоходками от сторонних видов около 20%. Японские ученые заявляют, что этот результат неверен, на самом деле число сторонних генов у тихоходок составляет примерно 2% от общего числа генов в генотипе этих существ. А полученный ранее результат — это ошибка, полученная из-за загрязнения пробы генетического материала.

Тот факт, что эти существа чрезвычайно устойчивы к негативным внешним факторам — не результат получения сторонних генов, а действительно эволюционные приобретения, как утверждают японцы. Результаты своего исследования они опубликовали в авторитетном издании Nature Communications.

Обзор

Автор

Редакторы

Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.

Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.

Тихоходки — водяные медведи

Рисунок 1. У тихоходок есть много разных названий: их называют тихоходами на украинском, водяными медведями на английском, маленькими водяными медведями на немецком, моховыми поросятами на польском, тихоходками на русском, кумамуши на японском.

рисунок автора статьи

Рисунок 2. Разнообразие тихоходок. Наземные виды тихоходок (I). Морские виды тихоходок (II–X) (видео 2).

Видео 1. Походка тихоходки

Каково быть маленьким?

Анатомия тихоходок

Необычных существ с восемью ногами в конце XVIII века увидел в каплях воды, священник Иоганн Август Эфраим Гезе. Ему эти животные напоминали маленьких неспешных медведей, и он назвал свою находку маленькими водяными медвежатами. Тихоходки и правда внешне похожи на инопланетных медведей. По бокам их бочковидного массивного тела расположены четыре пары конечностей с когтями, голова округлая, как у привычных всем медведей, а на ней располагается пара глаз. Однако видят они не так, как мы. Их глаза — это пара пигментных пятен, способных улавливать лишь свет.

Рисунок 3. Сравнительная анатомия панды и водяного медведя

Видео 3. Каннибализм у тихоходок

Рисунок 4. Устройство ротового аппарата тихоходок

Рот тихоходки соединяется с пищеводом, а потом уже с кишечником, который заканчивается прямой кишкой. Большинство видов тихоходок испражняются в окружающую среду (видео 5), однако существуют виды, которым привычней справлять нужду в период линьки в старую кутикулу. Линька у некоторых видов тихоходок связана не только со сменой кутикулы, но и с вынашиванием яиц.

Видео 5. Тихоходка какает

Спаривание тихоходок довольно изощренное. В 2016 году немецкие специалисты проанализировали половое поведение раздельнополой тихоходки Isohypsibius dastychi [3]. Самец этой тихоходки находит самку, когда она готова сменить кутикулу. Он медленно сворачивается вокруг ее головы, после чего самка начинает сокращать глоточные мышцы, покалывая самца в живот своими стилетами (рис. 5).

Рисунок 5. Спаривание Isohypsibius dastychi. Самка с овальными яйцами, самец свернут калачиком вокруг ее головы.

Такими действиями она стимулирует выделение сперматозоидов самцом. Выходя из кутикулы, самка оставляет небольшое отверстие, куда самец впрыскивает сперматозоиды. Самка в этот момент еще не полностью покинула кутикулу. Сперматозоиды достигают яиц, происходит оплодотворение. Только после того, как яйца будут оплодотворены, самка полностью покидает кутикулу (видео 6).

Видео 6. Самка покидает кутикулу

Некоторые виды тихоходок откладывают яйца очень необычной, причудливой формы, со множеством выростов и придатков (рис. 6). Такие яйца откладывают не в кутикулу, а в воду. А есть тихоходки, которые избавились от самцов вообще и размножаются исключительно партеногенезом.

Рисунок 6. Морфологическое разнообразие яиц тихоходок

Как тихоходка родственников искала

Клетки тихоходок, так же как и сами тихоходки, очень маленькие, у взрослых в диаметре не превышают 3–5 мкм, а кариотип представлен крошечными хромосомами от 5 до 7 штук, не превышающими 1 мкм в длину (рис. 7) [6], [7]. Поэтому секвенировать тихоходок очень сложно. На сегодняшний день обнародовано лишь три генома тихоходок: Hypsibius dujardini [8], Ramazzottius varieornatus [9] и Milnesium tardigradum [10].

Рисунок 7. Клетки и хромосомы тихоходки Hypsibius exemplaris. Масштабные полосы — 1 мкм (на всех изображениях).

Рисунок 8. Филогения тихоходок

рисунок автора статьи

Тихоходка и ее Hox-гены

Рисунок 9. Hox-гены нематод и панартропод. Гены, принадлежащие к одной группе ортологов, окрашены одинаково. Прямоугольники с пунктирными линиями указывают на фрагменты Hox-гена, для которых недостаточно последовательности, чтобы однозначно отнести их к группе ортологов. Крестики указывают на отсутствие гена. Прямоугольники обозначают дупликацию определенного Hox-гена.

рисунок автора статьи

Рисунок 10. Модели строения тела современных панартропод. Гомологичные сегменты показаны одним цветом. Схема раскраски сегментов по результатам, показанным в статьях [17] и [18].

Повторный анализ подтвердил гипотезу, но также стало известно, что у нематод и тихоходок отсутствует одинаковый набор генов (рис. 9). Как так получилось? У других панартропод туловище бывает в разы больше других частей, а тут его просто нет. Почему так, никто сказать не может [17]. Скорее всего, эти гены становятся не особенно жизненно важными в данных условиях, соответственно, в них начинают копиться замены. Затем гены превращаются в псевдогены и могут быть удалены, организм же продолжает дальше жить. Либо же произошла делеция генов, и тихоходка выжила, так как в условиях жизни тихоходки они оказались не нужны.

Несокрушимые мишки Тедди

Рисунок 11. Схема перехода тихоходки в состояние бочонка и выхода из него

рисунок автора статьи

Такое состояние у них называется состоянием бочонка, и, находясь в нем, тихоходки лишены способности питаться, размножаться и вообще мало подвержены воздействию внешних факторов. Они могут выжить несколько минут в кипящем спирте (150 °C) и жидком гелии (–273 °C), их можно подвергнуть воздействию давления, которое будет превышать 5000 атмосфер, или же выпустить в открытый космос [20]. Однако не все условия для тихоходок будут временными неудобствами. Согласно данным 2020 года, тихоходки Ramazzottius varieornatus в активном состоянии не любят высокие температуры [20]. Если неприспособленную к этим условиям тихоходку поместить в среду с температурой 37,1 °C, то она погибнет в течение 48 часов. Адаптированные активные представители выживают при более высокой температуре — 37,6 °C. В таких условиях человек более вынослив, чем тихоходка. Например, в состоянии бочонка часть водяных медведей смогла пережить температуру 82,7 °C в течение часа и 63,1 °C — в течение 24 часов [20].

Тихоходки — первое известное животное, выжившее в открытом космосе. В 2007 году благодаря миссии FOTON-M3 Европейского космического агентства (ESA) стало известно, что тихоходки способны выжить в космическом пространстве. Во время полета их разделили на три группы. Одна группа подвергалась действию космического вакуума, вторая — действию солнечной радиации, а третья — вакууму и солнечной радиации одновременно. В результате исследования тихоходки не только выжили, успешно вернулись на Землю, но и дали потомство [21]. В 2019 году Wired предположил, что тихоходки могли жить какое-то время на Луне после неудачной посадки израильского лунного модуля Beresheet.

В 2017 году японские ученые установили, что тихоходки способны выжить при дозах радиации, равных 10 000 Грей (Гр) [22]. Смертельная доза для бактерии Escherichia coli составляет 50 Гр, для мышей — 7 Гр, а для человека — 4 Гр. Радиация повреждает молекулу ДНК напрямую или посредством ионизации молекул воды. Поэтому один из важных механизмов устойчивости — это избавление от свободной воды. Тихоходки теряют воду, которая не связана с макромолекулами, переходя в состояние ангидробиоза.

Рисунок 12. Упорядочивание клеточных элементов в моменты стресса при помощи TDP (Tardigrade intrinsically Disordered Proteins)

рисунок автора статьи

Также у тихоходок были обнаружены белки теплового шока (heat shock proteins (HSPs)), которые работают подобно белкам шаперонам, реконструирующим правильную структуру белка. Нашлись у тихоходок и белки с доменом холодового шока, которые реагируют на холодовый стресс и участвуют в посттранскрипционной регуляции генов, способствуя адаптации к низким температурам.

Одним из важных механизмов защиты клеток от гибели является удаление поврежденных молекул. У тихоходок это происходит с помощью убиквитин-опосредованной деградации белка (рис. 13). Протеасома, в составе которой есть белок убиквитин, связывается с поврежденной молекулой белка и разрушает ее [27].

Рисунок 13. Схема убиквитин-опосредованной деградации белка. В первом случае работает протеасома 26S; убиквитинированные белки связываются с регуляторным фрагментом 19S (правая часть рисунка). Во втором случае белки расщепляются напрямую протеасомой 20S (слева).

рисунок автора статьи

Рисунок 15. Модель связывания Dsup с нуклеосомой для защиты ДНК от повреждающих агентов

рисунок автора статьи

Tardigradus popularicus spp. среди нас

Рисунок 17а. Ara tardigrade module от Google и Midnight Commercial

Рисунок 17б. Тихоходки как объекты масскультуры: 1 — татуировки с тихоходками; 2 — тихоходки-игрушки; 3 – немедицинская маска от benyuart; 4 – кулоны с наземной тихоходкой от производителя TaylorCustom.

Нет сомнения, что тихоходки являются одними из самых устойчивых и обсуждаемых существ на планете Земля. Но на сегодняшний день совершенно непонятно, как происходит сохранение работоспособности отдельных органелл, как перезапускаются митохондрии или как в них может сохраняться энергия во время криптобиоза. Тут ученым надо еще разбираться.

Читайте также: