Знакомьтесь, это тихоходки (лат. Tardigrada) - тип микроскопических беспозвоночных, близких к членистоногим, Экстремофилы, - одни из самых удивительных существ на Земле.
Они не боятся ни высоких, ни низких температур, давления и радиации.
Кипяток и жидкий гелий им тоже не страшен.
Тихоходки могут прожить десять лет без воды и они единственные живые существа на планете, которые спокойно живут и размножаются в вакууме космоса.
Вот эта тихоходка,кстати,дохлая,точнее препарированная для съемок в естественных своих зарослях.
Тихоходки отличаются невероятной живучестью. Они способны выживать при температуре -193°C в течение 20 месяцев, а также выдерживают восьмичасовое охлаждение гелием до -271°С, нагрев до 100 °C – в течение часа и до 60-65°С – 10 часов.
50% тихоходок погибают от ионизирующего излучения в 570 000 рентген. Отметим, что 500 рентген являются смертельной дозой радиации для человека.
Изобретатель микроскопа А.Левенгук в конце XVII в. обнаружил в каплях воды, собранных с крыши, неизвестных ранее мелких животных. Вскоре беспозвоночных размером 0.1-1.0 мм нашел в луже и детально рассмотрел И.А.Геце. Немецкого пастора удивили их формы: удлиненное округло-выпуклое тело, четыре пары выростов (ножек) по бокам и головка с парой глаз. Геце назвал их Bertierchen (зверьками, похожими на медвежат). Итальянский зоолог Л.Спалланцани в 1777 г. описал этих медленно передвигающихся животных, назвав их il tardigrado (тихоходками). А латинизированную транскрипцию Tardigrada, которая и укоренилась в зоологии как название этой группы, ввел в 1840 г. Л.Дуайер.
Систематическое положение тихоходок до сих пор не ясно! Кто же они: членистоногие (Euarthropoda), нематоды, кольчатые черви? По мнению М.С.Гилярова, есть достаточно оснований считать их представителями совершенно самостоятельного типа животного царства, в котором эти организмы давно и независимо от других типов приобрели неповторимый комплекс признаков.
Тело у тихоходок очень маленькое, 0,1-1,5 мм, полупрозрачное, из четырех сегментов и головы. Снабжено 4 парами коротких и толстых ног с 4-8 длинными щетинковидными коготками на конце, причем последняя пара ног направлена назад. Передвигаются тихоходки действительно очень медленно - со скоростью всего 2-3 мм в минуту (следует, однако учесть, что это сопоставимо со скоростью 30-40 м в минуту для человека, при его размерах тела). Ротовые органы - пара острых стилетов, служащих для прокалывания оболочек клеток водорослей и мхов, которыми тихоходки питаются. Тихоходки имеют пищеварительную, выделительную, нервную и половую системы; однако у них отсутствуют дыхательная и кровеносная системы (даже у дождевых червей это есть!) - дыхание кожное, а роль крови выполняет заполняющая полость тела жидкость.
Среда обитания тихоходок
В настоящее время известно более 900 видов тихоходок. Из-за микроскопических размеров и способности переносить неблагоприятные условия распространены они повсеместно, от Гималаев (до 6000 м) до морских глубин (ниже 4000 м). Тихоходок находили в горячих источниках, подо льдом (например, на Шпицбергене) и на дне океана. Распространяются они пассивно - ветром, водой, различными животными. Все тихоходки в некоторой степени являются водными животными. Примерно 10 % - морские обитатели, другие встречаются в пресноводных водоёмах, однако большинство населяет моховые и лишайниковые подушки на земле, деревьях, скалах и каменных стенах. Количество тихоходок во мхе может быть очень велико - сотни, даже тысячи особей в 1 г высушенного мха. Питаются тихоходки жидкостями растений и водорослей, на которых обитают. Некоторые виды поедают мелких животных - коловраток, нематод, других тихоходок. В свою очередь служат добычей для клещей и ногохвосток.
Невероятная выносливость тихоходок
Тихоходки привлекли внимание уже первых исследователей своей поразительной способностью к анабиозу: высушенные животные, сохранявшиеся в состоянии мнимой смерти в течение нескольких лет, оживали после увлажнения. Сейчас мы знаем, что по мере высыхания тихоходки открывают ротовое отверстие, и свободная вода испаряется как через наружные покровы, так и через кишечник. В процессе обезвоживания форма тела животных изменяется: головка и ножки втягиваются внутрь туловища, тело укорачивается и расширяется в средней части, они становятся похожи на бочонки.
Устойчивость тихоходок в состоянии анабиоза, т.е. высушенных, потрясающа: они оживают после пребывания в течение 20 мес в жидком воздухе (–193°C), переносят восьмичасовое охлаждение жидким гелием (–271°С), выдерживают температуру до 60-65°С в течение 10 ч и даже до 100°С в течение часа; довольно долго могут находиться в атмосфере сероводорода, углекислого газа. Они выживают также после пребывания в вакууме и переносят значительные дозы облучения рентгеновскими лучами.
Чемпионская выживаемость тихоходок в “бочоночном” состоянии не дает успокоиться ученым и сегодня. Так, японские биофизики К.Секи и М.Тойосима решили недавно проверить, как представители этого класса животных - пресноводные Macrobiotus occidentalis (отряд Eutardigrada) и морские Echiniscus japonicus (Heterotardigrada) - будут переносить высокое гидростатическое давление.
В последние десятилетия неплохо изучено повреждающее действие высоких давлений среды на живой организм: разрушение клеточных мембран, белков, ДНК и т.п. При давлениях 30 МПа (300 атм) у микроорганизмов останавливается метаболизм, прекращается размножение клеток; при 300 МПа большинство бактерий и многоклеточных погибает. Однако, как показали результаты экспериментов Секи и Тойосимы, тихоходки в жидкой, но безводной среде способны в состоянии анабиоза переносить чудовищные давления - до 600 МПа (что почти в шесть раз превосходит давление на дне глубочайшей из впадин Мирового океана - Марианской).
Оказалось, что тихоходки, взятые для опыта в активном состоянии, не способны переносить цикл компрессия-выдержка-декомпрессия, если давление достигает 200 МПа. Если же до начала опыта производили инактивацию тихоходок обеих групп, переводя их в “бочоночное” состояние путем длительного высушивания (в чашках Петри на фильтровальной бумаге в течение не менее суток), то устойчивость животных к давлению становилась аномально высокой.
Отработанный эволюцией механизм обратимого обезвоживания у тихоходок оказался на редкость эффективным по их сопротивляемости экстремальным условиям. Вообще же многообразие их адаптации к разным средам показывает, что это очень древняя группа животных. В частности, будучи первоначально водными обитателями, тихоходки, по оценкам ученых, стали осваивать сушу более 400 млн лет назад.
Они бы правили планетой, если бы не два НО.
Во-первых, они очень маленькие (от 0,1 до 1,5 миллиметра). А во-вторых, тихоходки очень медленные.
Их естественными врагами являются такие же микроскопические существа:ногохвостки (коллемболы,Collembola, англ. Springtail) - отдельный отряд членистоногих,размером 1-5 мм.Их часто можно видеть в цветочных горшках после поливки,когда они начинают скакать по поверхности (поскольку передвигаются они в основном за счет прыжков).
Ногохвостка (коллембола,Collembola) Isotoma Habitus
Что же можно сказать напоследок? Итак, наш герой-современник - уже довольно старенький, но совсем не одряхлевший - демонстрирует чудеса адаптаций. Зачем ему было приспосабливаться к условиям, никогда не существовавшим в природе? И если этот уникум не пришелец из космоса, то - вполне подготовленный попутчик для дальних полетов к другим мирам.
На вопрос, может ли живое существо выжить в кипящей воде, любой человек ответит отрицательно. Да и сам вопрос покажется довольно глупым. По крайней мере, таких примеров мы не знаем. Но на самом деле, все не настолько печально, как кажется на первый взгляд. Оказывается, есть живые существа, которые спокойно переносят кипящую воду, и даже выживают при погружении в жидкий гелий, температура которого близка к критической, и составляет минус 271 градус. Но и это еще не все. Смертельная для человека доза радиации составляет 1000 рентген. Но для этих существ она никакой опасности не представляет. Они способны выдержать дозу, превышающую этот предел в 1000 раз.
Человек способен прожить без пищи не более 40 дней. После этого в его организме происходят необратимые процессы, ведущие к летальному исходу. Наши же «герои» могут голодать в течение 10 лет, и при этом оставаться абсолютно здоровыми.
Так что же это за существа такие, которым все нипочем?
Называют их тихоходками. Причина такого названия в их чрезвычайной медлительности и неповоротливости. Невооруженным глазом разглядеть этот живой организм практически невозможно. Его размер не превышает одного миллиметра. Чтобы получить представление о внешнем виде этого беспозвоночного, понадобится микроскоп.
Ну и что мы увидим?
Перед нами живой организм с внеземной внешностью. Впрочем, поверить в то, что это существо действительно живое, можно с трудом. Ведь выглядит оно как забавная плюшевая игрушка, причем, абсолютно бесформенная. Сразу и не отличишь, где у нее зад, а где перед. Только после тщательного изучения удается обнаружить некое подобие головы, да четыре пары ног, расположенных по бокам, бесформенного тела. Каждая ножка снабжена миниатюрными коготками. При этом одна пара развернута в обратную сторону. С какой целью это было сделано матушкой – природой, совершенно непонятно. Но то, что такое телосложение мешает тихоходке двигаться – бесспорный факт.
Ротовое отверстие тихоходки снабжено четырьмя острыми клыками. С их помощью она разрывает оболочку клеток водорослей и питается их содержимым.
Тихоходка дышит кожей. Отдельных дыхательных органов у нее нет. Крови, в обычном понимании этого слова, также нет. Ее функции выполняет специальная жидкость. Нервная и пищеварительная системы присутствуют.
Ореол обитания тихоходок включает в себя территорию всей планеты. Они прекрасно себя чувствуют как в воде, так и на суше. Эти существа были обнаружены в океане, причем, на глубинах более 4000 метров, в термальных источниках и вечных льдах. По своей сути, это водные существа, которые обитают в морях и океанах, в реках и закрытых прудах. Некоторые виды тихоходок селятся во мхах и лишайниках. Ученые выяснили, что в одном грамме мха может находиться около тысячи тихоходок. Питаются они не только растительным соком, но и мелкими беспозвоночными, такими как коловратки. Естественными их врагами являются клещи и ногохвостки.
Расселение тихоходок по территории планеты осуществляется с помощью ветра, а также морских и океанических течений. Принимают участие в этом процессе и животные.
Мы уже говорили о необычайной выносливости и жизнеспособности этих миниатюрных существ. При неблагоприятных условиях они впадают в анабиоз, и не выходят из него до тех пор, пока условия снова не станут приемлемыми для жизни. В засуху они могут высыхать, но с появлением влаги чудесным образом оживают. Ученые находили тихоходок во мхе, который был высушен 100 лет назад. Но стоило добавить в него воду, как они моментально оживали. Эти загадочные существа побывали в открытом космосе, выжили в условиях вакуума, справились с огромной дозой радиации. Их погружали в сероводород и углекислый газ, подвергали давлению в 6000 атмосфер, но они остались живы.
Текст
Светлана Ястребова
Если на Земле наступит апокалипсис, в живых останутся не люди. К невыносимым условиям могут приспособиться прежде всего бактерии. Они начинали жизнь на Земле, они же её и закончат. Но, быть может, и среди более сложных организмов есть кто-то, способный выжить практически в любых условиях?
Тихоходка - водный обитатель, которому неплохо и без воды
Где живёт: луга, пруды, озёра, пустыни, горячие источники, ледники, морское дно
Где выживет: пустыни, вулканы, ледники, открытый космос
Тардиграды, водяные медведи, тихоходки - это всё они. Для этих родственников насекомых и пауков поговорка «тише едешь - дальше будешь» работает безотказно. Взрослая тихоходка не вырастает крупнее 1,5 мм и чаще всего бывает не больше десятой доли миллиметра длиной. От тех, кто только что вылупился, такие животные отличаются лишь размером: число клеток у них не увеличивается, зато сами клетки растут во все стороны.
Название «водяной медведь» за характерную манеру двигаться дал этим животным Ладзаро Спалланцани - биолог, который опроверг зарождение жизни из неживой материи. И хотя многих, кроме уж самых отъявленных скептиков, его опровержение убедило, возможно, всё пошло бы иначе, если бы он пытался доказать свою правоту с помощью тихоходок. Они хоть и зарождаются, как и все остальные, из яиц, но прекрасно выживают в тех нечеловеческих условиях, которые не могут выдержать инфузории и червячки.
После того как тихоходок стали находить в горячих источниках и на морском дне, учёные задумались, не могут ли эти животные выдержать ещё более неприятные условия. В 1998 году в журнале Annual Review of Physiology вышла статья, где было показано, что тихоходки демонстрируют признаки жизни после 10 лет летаргии в сухом мху. В 2006 другая статья пополнила копилку фактов, рассказав ещё и о том, что один экземпляр из частной коллекции пошевелил лапкой после 120 лет в полной сухости. Однако эксперты усомнились в том, что это было проявление жизнедеятельности, а не зрительная иллюзия.
В том же 1998 году японцы Кунихиро Секи и Масато Тоёсима поместили обезвоженных тихоходок двух видов в микроконтейнеры, которые затем опустили в жидкий перфторуглеводород. Тихоходки 20 минут находились под давлением 600 мегапаскаль - в 6 раз больше, чем на дне Марианской впадины. После того как водяных медведей привели в чувства, оказалось, что 80 % животных одного и 95 % животных другого вида выжили. Все известные бактерии умирают ещё при давлении 200 мегапаскаль.
Однако самые впечатляющие способности тихоходок проявились, когда в 2007 они слетали на околоземную орбиту на биоспутнике Фотон-М3. Там взрослые водяные медведи и их яйца 10 дней провисели в ящичке на наружной стенке спутника без защиты от вакуума, прямого солнечного излучения и температуры открытого космоса (-272 °С). После такого испытания выжили 68 % животных, большинство затем вполне благополучно размножались. Яйца тихоходок, побывавшие в открытом космосе, по жизнеспособности вообще не отличались ото всех остальных. Бактерии, кстати, такой выносливостью не отличаются. А почему так могут тихоходки, пока непонятно.
Антарктический криль - жертва глобального потепления
Где живёт: приполярные воды около Антарктиды
Где выживет: в холодной морской воде (-1,3–3 °C), подо льдом
Ради кого действительно стоит остановить глобальное потепление, так это ради антарктического криля. Эти маленькие рачки длиной не больше мизинца в сумме весят больше, чем любой другой вид животных - 500, если не 700 миллионов тонн. Ими кормятся киты, тюлени, пингвины, альбатросы, рыбы-бородатки и даже кальмары. Сам антарктический криль безобиден для всех, кроме микроскопических водорослей.
В то время как большинство животных любит тепло и плохо себя чувствует, если первый снег выпадет не вовремя, антарктический криль страдает от того, что ему не дают сидеть подо льдом. Три четверти площади, на которой живут эти рачки, на зиму покрывается слоем льда. За счёт глобального потепления (и мы , есть оно или нет) эта зона постоянно сужается. Меж тем, личинкам антарктического криля для продолжения развития в какой-то момент обязательно надо закрепиться в норке или пещерке. Учитывая то, что эти рачки живут не у берегов и не у дна, а в толще воды в открытом океане, поры в ледяных пластах - это единственное, что хоть как-то может им помочь.
Конечно, если конец света пройдёт по сценарию глобального потепления, антарктическому крилю не выжить. Однако в случае ядерной зимы необычным рачкам вполне есть на что надеяться.
Помпейский червь - любитель числа 42
Где живёт: гидротермальные источники в Тихом океане
Где выживет: в морской воде до +50 °C
В отличие от антарктического криля, помпейский червь любит погорячее. Тридцать лет назад, когда это животное только открыли, думали, что червь, сидящий в трубочке у подводной горячей струи, в отличие от жителей злополучных Помпей, выдерживает температуру воды +60 °C и выше. Правда, проверить это в лаборатории было довольно трудно, потому что червь умирал, как только давление воды на него падало ниже определённой цифры.
Полтора года назад помпейского червя всё-таки вытащили из океана, не снижая давления, и поселили в Университете Пьера и Марии Кюри. Там аквариумы с несколькими животными нагрели до +55 °C, после чего все подопытные скоропостижно скончались. Молекулярно-биологические анализы показали, что помпейские черви не выжили бы в этих условиях даже в теории: у них просто нет механизмов защиты от таких температур. Конечно, такую термозащиту этим животным могли бы дать бактерии-симбионты, но их наличие в теле червя-экстремала пока не доказано достоверно.
Исследование продолжили на выживших червях, и его результаты показали, что оптимальная температура воды для этого вида +42 °C. Вот уж для кого 42 действительно ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и всего остального!
У помпейского червя есть одна уловка. Пока его хвост находится в горячей воде, голова высовывается из трубки и попадает в поток с температурой всего +22 °C. Так что, возможно, если нагреть это животное до +60 °C не целиком, а только в районе хвоста, оно вполне сможет выжить. Как бы то ни было, по сочетанию давления и температуры, которое помпейский червь может выдержать, его с чистой совестью можно поместить в список мастеров выживания.
Бракониды - будущие главные убийцы Fallout
Где живёт: все континенты, личинки - в организмах других насекомых
Где выживет: суша при облучении до 1800 Грей
Гриллоблаттиды - ночные альпинисты
Где живёт: ледники на высоте нескольких километров, мох, пространство под камнями в горах
Где выживет: там же
Эмблемой Сибири (а может, и России вообще) вполне мог бы стать гриллоблаттид. Вот только дело в том, что это бескрылое насекомое не так-то просто заметить: оно живёт в горах на поверхности снега и льда в Сибири, Японии и США и очень не любит находиться где-то ещё, погибая даже от того, что его просто держат в руке. К тому же гриллоблаттиды активны в основном ночью. (Их кузены из отряда тараканосверчков, гладиаторы, были открыты совсем недавно - в 2002 году. Они любят куда более тёплые места и встречаются в скалах Намибии и Танзании, где охотятся на других насекомых.)
Гриллоблаттиды лучше всего чувствуют себя при температуре от +1 °С до +4 °C. Если становится холоднее, у них появляется шанс замёрзнуть, поэтому насекомые прячутся под слоем снега или льда. Питаются гриллоблаттиды тем, что найдут, но предпочитают трупы насекомых опавшим листьям или другой растительной пище. Правда, остаётся загадкой, как они находят еду, учитывая то, что никакие другие насекомые на ледниках не живут, да и растительность там явно скудная.
Голый землекоп - человек будущего?
Где живёт: норы в саваннах Восточной Африки
Где выживет: местности с низким содержанием кислорода и высоким содержанием углекислого газа в воздухе
К сожалению, наши ближайшие родственники, млекопитающие, хоть и отличаются умом, но устойчивостью к неблагоприятным условиям не блещут. Впрочем, есть одно исключение - маленький сморщенный грызун вида голый землекоп. Каким-то образом он смог достичь практически всех основных целей, которые сейчас стоят перед человечеством, и обошёлся при этом без огромного мозга и развитой цивилизации.
Семья голого землекопа - царство матриархата, но отнюдь не обитель толерантности. Размножаться в группе из нескольких десятков особей может только главная самка и парочка достойных самцов. Голые землекопы не чувствуют боли: они не замечают действие кислоты, и их слизистые не раздражает перец. На зависть медикам и пенсионерам, сердца этих грызунов не стареют, и живут они 30 лет - в 10 раз дольше, чем другие животные такого же размера. Землекопы никогда не болеют раком. К тому же эти зверьки прекрасно подходят для подземных городов будущего: они предпочитают вообще никогда не высовываться из нор на поверхность и переносят без потерь отсутствие кислорода длительностью до получаса. Для сравнения можно сказать, что мозг человека погибает после 5–10 минут кислородного голодания, а необратимые изменения в отдельных областях этого органа начинаются уже на 2–3 минуте такого состояния.
Тихоходки – это, наверное, единственные животные, которые смогут выжить на Земле при любой ситуации. Они переживут любую длительную засуху, самые низкие и высокие температуры, выдержат большую дозу радиации и вернуться живыми и невредимыми из открытого космоса. Никакому другому живому существу такое не под силу.
Эти крошечные создания распространены практически по всему миру. Они встречаются как в тропиках, так и в полярных странах. Могут жить как подо льдом, так и в горячих источниках, как в горах на высоте 6000 метров, так и в темных морских глубинах ниже 4000 метров. Но самой любимой их средой обитания являются мхи и лишайники, а если точнее, капельная влага, скопившаяся на них.
В мире насчитывается около 900 видов тихоходок. Около 90 % из них относятся к наземным видам, и лишь 10 % являются морскими обитателями.
Морские тихоходки Мир узнал об этих созданиях благодаря немецкому пастору И.А. Геце в 1773 году. Из-за того, что тихоходки предпочитают влажную среду обитания, он назвал их «маленькими водяными медведями». 4 года они носили это название, пока в 1777 году итальянский ученый Ладзаро Спалланцани не назвал их «тихоходками». И правильно сделал. Они действительно передвигаются очень медленно – не более 2-3 мм в минуту. Хотя этому есть одна причина – их микроскопические размеры.
Тела тихоходок, в зависимости от вида, имеет в длину от 0,1 до 1,5 мм. Взглянув на них под микроскопом, можно увидеть следующую картину: маленькое практически прозрачное тело, состоящее из 4 сегментов, головы и 4 пар коротких и толстых ног, украшенных длинными щетинковидными коготками. Последняя пара ног направлена назад.
Щетинковидные коготки Даже у таких микроскопических беспозвоночных животных имеются свои пищеварительная, нервная, выделительная и половая системы, а вот кровеносная и дыхательная системы отсутствуют. Дышат они через кожу, а кровь им заменяет жидкость.
Их кожа представляет собой очень тонкую и прозрачную хитинизированную кутикулу, иногда зернистую, иногда в виде щитков.
На конце головы располагаются ротовая полость с парой хитиновых стилетов и узкая глотка, имеющая сосательное расширение. При помощи стилетов животное прокалывает оболочку и затем высасывает хлорофиллоносные клетки мхов и лишайников, на которых оно обитает. Это растительноядные тихоходки, но есть и хищники, которые таким же способом высасывают содержимое нематод, коловраток и тихоходок других видов.
Удивительно, но у тихоходок есть «глаза» — пара пигментных пятен в передней части тела. Еще одним органом осязания является пара чувствительных придатков.
Ротовые органы тихоходки Тихоходки разнополые. Самцы встречаются намного реже самок и уступают им в размерах. Половые органы у тех и у других выходят в клоакальное расширение. Оплодотворение может быть как внутренним, когда самец вводит сперму в клоаку самки, так и внешним, когда он откладывает ее на уже готовую кладку яиц.
Яйца тихоходки Некоторые виды оставляют свою кладку в весьма необычном месте – в сброшенной при линьке шкурке. Другие же не стали выделяться в этом плане и откладывают свои яйца в грунт, мох или воду. Вылупившаяся тихоходка внешне отличается от родителей лишь немного меньшими размерами.
Яйца в сброшенной шкурке Тихоходки прославились на весь мир своей нереальной способностью к выживанию при самых неблагоприятных условиях. В первую очередь это касается продолжительной засухи. При высыхании «дома» они способны замедлять все свои жизненные процессы на очень длительный срок.
Это становится возможным за счет т.н. «самовысушивания». Все ее тела начинает высыхать, уменьшается в размерах и становится похожим на бочонок, который затем покрывается особой восковой оболочкой, препятствующей испарению ничтожных остатков влаги. В таком состоянии они могут просуществовать до 2-х лет. Но стоит только этим «бочонкам» попасть во влажную среду, как через некоторое время они расправляются и оживают.
Тихоходка в состоянии анабиоза В этом состоянии анабиоза они способны перенести не только продолжительные засухи, но и колоссально низкие температуры, например, до -193 С° (в жидком азоте) или же до -271 С° (в жидком гелии) и т.д. Им также не приносят никакого вреда мощные дозы радиации, вакуум, давление и даже пребывание в открытом космосе.
Вот такое уникальное существо живет с нами по соседству, а мы даже об этом и не догадываемся.
Загрузка...
