Ще започнем с едни наистина удивителни създания. Тардиградите (на латински Tardigrada, буквално Бавноходки) са известни още от края на 18 век и са наречени от своя откривател Водни мечета. Но нека наименованието не ви заблуждава, то е дадено не заради размерите, а заради характерната бавна походка на тези животинки, напомнящо тромавото пристъпване на малко мече. Таксономичния тип Tardigrada наброява близо хиляда отделни биологични вида и негови представители са открити буквално по всички географски ширини на нашата планета. Някои видове са водни (обитават както сладки, така и солени води), други се срещат на сушата, но винаги там, където има поне малко вода - във влажния пясък, под нападалите листа, във водосточните тръби, в някои части на растенията. Едно от най-предпочитаните им местообитания са мъховете и лишеите - тези нисши растения са разпространени почти навсякъде и имат способността да задържат дълго време в себе си влага, която е необходима за нормалното развитие на тардиградите.
Мъхът на горната снимка по всяка вероятност е приютил поне няколко водни мечета, но колкото и да се взирате в нея няма да ги откриете. Причината е, че тези миниатюрни създания имат размери, рядко надхвърлящи един милиметър. Най-често те са с дължина от 100 до 1200 микрона (за сравнение дебелината на човешкия косъм е около 100 микрона) и освен това са полупрозрачни, така че трудно могат да бъдат забелязани без помощта на оптически прибор. Най-подходящият начин да уловите тардигрейд е като съберете малко мъх от някое влажно място и го накиснете във вода за около едно денонощие. След като изцедите и отстраните мъха от водата, ви остава най-вълнуващата, но и най-трудна част - да откриете мъничкото животинче сред дребните остатъци от растителност и почва. Това понякога означава цели часове, прекарани над микроскопа, взирайки се в безбрежните лабиринти на поредната капка вода. Разбира се, подобен микро-хабитат изобилства от живот - едноклетъчни, водорасли, ротатории, нематоди, дребни членестоноги и какво ли още не, но в цялото това разнообразие ние търсим нещо по-специално.
Представителите на типа Tardigrada се отличават с доста необичайна морфология. За разлика от кръглите червеи и ротаториите, с които най-често поделят естествените си местообитания, тялото на тардиградите е снабдено с четири двойки неразчленени крака (лобоподи). Заради този морфологичен белег, а и най-вече въз основа на генетични изследвания, водните мечета се смятат за далечни родственици на членестоногите. Тялото им е разделено на пет сегмента - глава, следвана от три телесни сегмента, всеки с по една двойка крака и накрая опашен сегмент, носещ последния чифт крака, които са ориентирани в обратна на останалите крайници посока. Всяко краче завършва с няколко "нокътя". Отвън тялото им е покрито с тънка и еластична кутикула, която лесно пропуска вода. Имат цялостно завършен храносмилателен тракт, както и ганглийна нервна система, но при тях липсва кръвоносна и дихателна циркулация - флуидите се движат из тялото само посредством телесни движения.
Еутелия
Подобно на много други сравнително просто устроени многоклетъчни животни, тардиградите проявяват еутелия. В биологията с това понятие се означава свойството на някои организми да имат постоянен и еднакъв брой клетки при всички индивиди от съответния вид. Това ще рече, че след ембрионалния стадий клетките престават да се делят. На практика всеки един такъв индивид се ражда с фиксиран брой клетки, който остава непроменен през целия му живот. Растежът на тялото се извършва единствено за сметка на увеличаване на размера на клетките, но не и чрез повишаване на техния брой. Еутелията позволява на организмите да се развият бързо, елиминирайки необходимостта да се отделят ресурси за създаване на нови клетки. Това обаче носи своите рискове - всяка клетка на практика е незаменима, защото липсва механизъм, позволяващ повредените клетки да се заместят с нови. Изучаването на еутелията може да даде ключ за решаване на един от най-важните проблеми на съвременната медицина - борбата с рака.
Любители на екстремни изживявания
Никоя статия за водните мечета няма да е пълна без да се споменат техните необикновени способности за оцеляване при възможно най-неблагоприятните условия за живот. Тези малки и крехки на вид същества всъщност са абсолютните шампиони по екстремно оцеляване в целия животинския свят. Едно кратко изброяване може да преобърне представите ни за това какво представлява всъщност животът на нашата планета и къде са неговите предели. Тардиградите се справят успешно с (поемете въздух):
- студ - за няколко минути могат да издържат на температури, съвсем близки до абсолютната нула (-273 градуса по Целзий) - точката, в която атомите и молекулите практически спират да се движат, а при -200 градуса (температурата на течния азот) оцеляват над 20 дена
- горещина - няма начин да си приготвите супа от бавноходки, температурата на вряща на котлона вода не е достатъчна, за да ги убие
- налягане - няма достатъчно дълбок океан на земята, за да създаде смъртоносно за водните мечета налягане - Mарианската падина е дълбока почти 11 километра, но ще ви е необходимо 6 пъти по-дълбоко гмуркане, за да достигнете налягане, достатъчно да убие тардиград
- вакуум - водни мечета са летяли на борда на МКС, където експериментално са доказали, че не се нуждаят от скафандри, за да понесат космическия вакуум
- радиация - в космоса радиацията е много по-силна отколкото на земята - това обаче едва ли би притеснило някой тардиград - дозата, която е смъртоносна за тях е 250 пъти по-голяма от тази, която би убила човек. И нещо, което всъщност е шега, но звучи напълно правдоподобно: това е единственото животно, което може да притежава портрет, направен със сканиращ електронен микроскоп (SEM). Процедурата за това включва поставяне във вакуум и бомбардиране със сноп от високо енергийни електрони. За вас не знам, но аз не бих се снимал така.
- и още: дехидратация, химически агенти, липса на храна допълват списъка от всевъзможни трудности, с които този дребен екстремофил се справя безпроблемно.
Но на какво се дължи тази негова невероятна, почти свръхестествена устойчивост?
Тук вълшебната думичка е криптобиоза. Това е състояние на организма, което е по-близо до смъртта, отколкото до живота. Метаболизмът на практика спира. Със спрян метаболизъм повечето животни фактически са мъртви. Но не и нашите малки приятели - любителите на горския мъх! Веднъж изпаднал в такова състояние, организмът сякаш може да просъществува неограничено дълго време. Отделни екземпляри, намерени в изсъхнал мъх, взет от стари музейни експозиции, са били връщани отново към живот след повече от 100 години. Съдържанието на вода в тялото пада до 1% от нормалното, а структурата на клетъчните мембрани се съхранява благодарение на едно вещество, подобно на домашната захар, наречено трехалоза. Когато условията за живот се възвърнат към нормалните, жизнените функции се рестартират и метаболизмът започва наново своята сложна игра.
Вижте това кратко клипче, заснето с малък микроскоп, снабден с евтина CCD-камера. Когато след дълго и изморително търсене успях да открия тардиград, плуващ във водата, той не проявяваше никакви признаци на живот. Капката вода върху слайда почти се беше изпарила и дехидратираното тяло на тардиграда постепенно започна да се свива на кълбо. Добавянето на една капка вода промени коренно ситуацията само за няколко минути. Водното мече се съвзе наново и заплува, движейки крачетата си към най близкото парченце мъх, където явно успя да намери убежище и храна.