Tardigrades er jordens super ekstreme skapninger. Vannbjørn. Type mikroskopiske virvelløse dyr

finnes i naturen unik skapelse, med kallenavnet "vannbjørn". Lite kjent (med unntak av zoologer og romspesialister), kunnskapsrike mennesker den overrasker med sin utseende, og dens overlevelsesevne. Skapningen fikk sitt primære navn for sin klare likhet med et godteri eller Teddybjørn. Riktignok har han seks ben, og det er vanskelig å kalle "ansiktet" hans søtt, men resten er tydelig synlig. Og "vann"-bjørnen er fordi den er en innbygger i dette miljøet og ikke kan leve uten fuktighet (i ordets bokstavelige betydning).

Oppdagelseshistorie

Det er grunn til å tro at tardigrade vannbjørner var akkurat de skapningene som skaperen av mikroskopet, van Leeuwenhoek, så tilbake i 1702. Den første offisielle oppdagelsen av disse unike prøvene var imidlertid i 1773, da de ble beskrevet av den tyske pastoren Götze. Overrasket over deres utseende ga han dem navnet kleiner wasserbär, som fra tysk oversettes som vannbjørn. Mikroskopiske skapninger ble studert og beskrevet mer detaljert av den italienske biologen Lazzaro Spallanzani, og dette skjedde i 1776. På grunn av den ekstremt langsomme mobiliteten til dyr, kalte han dem il tardigrado, som et resultat av at den offisielle vitenskapelig navn ble betegnelsen Tardigrada, det vil si tardigrade.

Strukturen til en vannbjørn

Det første som er verdt å merke seg når man studerer en tardigrad er størrelsen på dyret. Det er rundt 960 arter av sjøbjørner, og kroppsstørrelsen varierer fra 0,1 til halvannen millimeter. Det er veldig vanskelig å undersøke selv det største individet uten mikroskop. Tardigrades tilhører klassen av virvelløse dyr; de har en glassaktig, gjennomskinnelig kropp, visuelt delt inn i 4 segmenter ved innsnevringer. På grunn av tilstedeværelsen av et kitinøst skall og periodisk smelting, blir vannbjørnen noen ganger sammenlignet med insekter. De fleste arter har fire par lemmer, men en av de minste "rasene", bare en tiendedel av en millimeter lang, er et unntak: hexapod tardigrade. Hver pote ender i 4-6 klør. Det siste benparet er orientert bakover.

"Ansiktet" til skapningen er veldig uvanlig og ligner en støvsamler på en støvsuger. Munnen er utstyrt med en slags stiletter, som vannbjørnen gjennomborer matskallet med. Disse dyrene har nervøse, fordøyelses-, reproduktive og nervesystemet sirkulasjons- og åndedrettssystemene er imidlertid fraværende. I stedet for blod er hele kroppshulen okkupert av en spesiell væske, og tardigrader puster gjennom huden. De har flere i form av et par vedheng, og merkelig nok øyne, som er pigmentflekker på forsiden av kroppen, men ikke på stedet som konvensjonelt kan kalles hodet.

Vannbjørnen har en farge som avhenger av habitatforholdene. Nyansen kan være i fargeområdet oransje - skarlagen eller oliven - mørkegrønn.

Tardigrades er heterogene, men hanner er mye mer sjeldne enn kvinner, så flere tilfeller av parthenogenese (reproduksjon i fravær av befruktning) er registrert.

Tardigrades er distribuert over hele verden fra tropene til polarsirkelen. Men hvis de kan velge, foretrekker de fuktige lav og moser. Distribusjonen i vannbjørner er passiv: individer beveger seg på grunn av vann- eller vindstrømmer, og bæres også på fuglefjærene og pelsen til dyr.

Ernæringsmessige egenskaper

Udødelig skapning

Mest av alt bærer vannet interesserte forskere for sin vitalitet. Disse skapningene er i stand til å opprettholde livet og evnen til å reprodusere seg i et bredt spekter av temperaturer - fra (-273 grader) til uutholdelig varme på +150. De overlever i aggressive miljøer, for eksempel hydrogensulfidatmosfære. Stråling er heller ikke en uoverkommelig barriere for overlevelse for dem: etter eksponering for en dose på 570 tusen røntgener forble halvparten av vannbjørnene i live. For referanse: stråling av "bare" 500 røntgener er dødelig for mennesker. Dessuten kunne de overlevende tardigradene fortsatt gi (og gjorde) avkom.

Bærekraft i rom

Mest av alt var det vitenskapelige miljøet interessert i Tardigradas evne til å motstå forholdene i rommet. I 2008 forskningsgruppe ledet av den svenske økologen Ingmar Jonsson, sendte en eksperimentell gruppe tardigrader i bane rundt jorden. En gruppe ble plassert i vakuum, den andre ble samtidig bestrålet med stråling, og to ble utsatt for intens ultrafiolett behandling. Emner i verdensrommet De ble værende i 10 dager og nesten alle ble tørket ut. Men da de kom tilbake til mer gunstige forhold, vendte de fleste av de mikroskopiske skapningene tilbake til livet, og beholdt evnen til å reprodusere.

Grunnleggende om overlevelse

Evnen som en vannbjørn kan tåle slikt bred rekkevidde ugunstige forhold- Evnen til å falle inn i suspendert animasjon gjennom kontrollert anhydrobiose. Med andre ord tørker tardigraden ut av seg selv, og etterlater en ubetydelig mengde vann i kroppen. For ikke å miste dem, danner tardigraden et slags voksaktig skall på overflaten av kroppen. Når den tørkes, aktiverer tardigraden ytterligere beskyttende funksjoner: sukkermolekyler forhindrer celleutvidelse, og produksjonen av antioksidanter utløses, som motstår stråling og forhindrer ødeleggelse av DNA. Når vann kommer inn i miljøet, begynner tardigradens kropp å absorbere det, og alle vitale funksjoner gjenopprettes.

Naturlige fiender av vannbjørnen

Til tross for all sin vitalitet er vannbjørnen på ingen måte udødelig. Vellykket å motvirke uønsket ytre faktor, han er ganske hjelpeløs mot rovdyr som ikke er uvillige til å spise ham. I tillegg til sine egne slektninger, blir tardigrader angrepet av hjuldyr, midd, spretthaler, rundhaler og larver av ulike insekter og kreps. Noen av tardigradene dør og blir byttedyr; hyfene deres flettes sammen til løkker, der vannbjørnen setter seg fast, som i en felle, hvoretter sopptrådene vokser inn i den. I tillegg er det sopp hvis sporer er attraktive for tardigrader for mat. Men en gang i tarmene til en vannbjørn spirer sporene, og bruker dyret som vekstmedium.

Vannbjørner er dagligdags navn små flercellede skapninger som alltid har fascinert mikroskopister. Vitenskapelig kalles de tardigrader, og med fire par knebøy og en langsom, vanskelig gangart ser de virkelig ut som mikroskopiske bjørner (åttebeinte mikroskopiske bjørner, for å være mer presis). Tardigrades lever mer utbredt enn mennesker, så nesten hvilken som helst håndfull vann kan inneholde flere av dem. Den enkleste måten å finne og ta vare på dem er imidlertid å se inn i biter av fuktig mose.

Trinn

Søk etter Tardigrades

Lær mer om tardigrader. Til tross for størrelsen er disse skapningene ekstremt interessante å se på! Tardigrades, eller vannbjørner, er et av de mest fantastiske dyrene på jorden, og de lever blant mose og bregner. Tardigrades er i stand til å overleve:

• Lave temperaturer ned til -200°C og høye temperaturer ikke høyere enn 151°C
• Fryser i en isblokk
• Mangel på oksygen i dager, muligens til og med måneder
• Vannmangel i flere tiår
• Røntgenstrålingsnivå 1000 ganger høyere enn den dødelige dosen for mennesker
• De fleste skadelige kjemikalier
• Kokende alkohol
• Lavt trykk i et vakuum (som i verdensrommet)
• Ekstremt trykk, seks ganger større enn den dypeste delen av havet

1. Tardigrades lever i fuktige omgivelser. De fleste tardigrader lever i vann, men de enkleste stedene å finne dem er i fuktig mose, lav eller nedfallne løv. Se i skogen, i nærheten av dammer og til og med i hagen din. Vær spesielt oppmerksom på fuktige områder der tardigrader er mest aktive. Hvis du ikke finner noe lignende, ta en prøve av tørt habitat, da det kan inneholde tardigrader i ekstrem dvaletilstand (kryptobiose), og venter på at vann skal bringe dem til live igjen.

   Bruk en pinsett, ta en prøve av mosen eller laven. Legg prøven inn papirpose eller en konvolutt for å tørke den litt. Plastpose vil hindre vann fra å slippe ut og dermed føre til vekst av mugg, som vil blokkere dyrene fra ditt syn.

   • Ta prøver av flere typer mose, lav eller bladstrø for å se hvilke habitater som er mest populære med tardigrader.
   • Tardigrades er mer sannsynlig å leve i myk lav enn i hard, hard lav. Vannbjørner kan til og med bli funnet i pulveraktig mugg som dekker steiner og murvegger.

2. Bløtlegg mosen eller laven helt. Fyll petriskålen med vann, gjerne destillert vann eller regnvann, til en høyde på omtrent en centimeter. La planten ligge i bløt i alt fra 8 til 24 timer for å vekke vannbjørnene.

   Klem vannet fra mosen over i en annen petriskål.Å klemme eller riste boligen vil overføre disse mikroskopiske skapningene til vannet.

   Finn et mikroskop med lav forstørrelse. De fleste tardigrader er mellom en kvart og en halv millimeter lange. Det er nesten innenfor menneskesyn, et sted litt mindre enn et punkt. For å se dem trenger du et mikroskop med omtrent 15x eller 30x forstørrelse. Hvis du ikke har det, se etter et billig stereomikroskop på Internett.

3. Finn tardigrader. Plasser et mikroskop over en petriskål og se gjennom den på mosen. Noen ganger er det lettere å legge merke til dem hvis du lyser en kraftig lommelykt gjennom sideveggen på en petriskål. Dette vil fremheve tardigrader og andre skapninger i hvitt. Se etter et dyr med fire par korte ben som svinger dem sakte for å bevege den misformede kroppen. Det siste paret ben vender bakover og er veldig lett å forveksle med en hale eller kanten av kroppen.

   • Hvis det er en vannbjørn der, er du heldig. Hell vannet tilbake på mosen som skal bli dens hjem.
   • Ellers bytt ut vannet og prøv igjen på en annen mosebit til søket er vellykket.

Hvis jorden plutselig lider av naturkatastrofe, vil bare overleve fallet av en asteroide eller ødeleggelsen av ozonlaget tardigrad. De fleste vet ikke hvem det er (eller til og med hva det er), siden dens økonomiske betydning er null. Selv om dette er en veldig interessant organisme.

Tardigrade: den tøffeste skapningen på planeten

Dette mikroskopiske virvelløse dyr er det hardeste og mest motstandsdyktige av alle kjente dyr . Den kan overleve under slike ekstreme forhold:

1. Temperatur fra -20 °C (opptil 30 år) til 151 °C (flere minutter). Mikroorganismen kan overleve i flere dager ved -200°C og i flere minutter ved -272°C;
2. Noen arter tåler trykk opptil 1200 ganger atmosfærisk trykk. Til og med dypet Mariana Trench de vil ikke bry seg;
3. Strålingsmotstand 1000 ganger høyere enn noen annen biologiske arter. Dødelig absorbert dose ioniserende stråling er 5000 grå. Dette skjer på grunn av den spesifikke strukturen til kroppen, som raskt er i stand til å gjenopprette skade på DNA etter en destruktiv effekt;
4. Faktumet om å overleve i verdensrommet i 10 dager på rad er vitenskapelig bevist. Russiske forskere kom til denne konklusjonen under Photon-3-oppdraget i september 2007. Til tross for at bare 68% av prøvene forble i live, klarte mange av dem å produsere levedyktige embryoer.

Anatomi og morfologi av skapningen

La oss vurdere eksterne og interne funksjoner"vannbjørn":

• Kroppsstørrelsen varierer fra 0,3 til 0,5 mm, selv om "gigantiske" varianter er kjent opp til 1,2 mm i lengde;
• Kroppen er tønneformet og er konvensjonelt delt inn i fem deler: hodet, tre kroppssegmenter (tre par ben hver) og kaudalsegmentet (hvor det fjerde benparet er plassert);
• Bena er uten ledd, men har klør (fra fire til åtte hver);
• Det er ingen luftveisorganer, gassutveksling skjer gjennom hele kroppens volum;
• Svelget går over i en liten spiserør, som går inn i tarmene, som okkuperer mest kropper. Det er hovedstedet for matfordøyelsen. Shedding skjer vanligvis under shedding;
• Munnen er utstyrt med skarpe tenner for piercing av planter, alger og små virvelløse dyr. De går tapt under smeltingen, så vokser nye;
• Ved modenhet sammenlignes antall somatiske celler i alle individer;
• Hjernen består av flere lapper som skaper et bilateralt symmetrisk mønster. Den er festet til den store ganglionen rett under spiserøret. Fra den kommer grener av den ventrale nervekjeden langs hele kroppens lengde.
• Noen arter har sensoriske prosesser på overflaten av kroppen, som gjør at de bedre kan navigere i rommet.

Hvor bor tardigraden?

Utvalget av dette mikrodyret er virkelig ubegrenset, noe som gjør det mulig å kalle det en kosmopolitisk. Det kan oppdages hvor som helst på planeten Jorden: fra fjelltopper til havets dyp og gjørmevulkaner, fra tropiske skoger til Antarktis.

Urbane habitater er lite studert.

Livsstil og reproduksjon

Det er en inndeling i mannlige og kvinnelige individer, selv om noen arter har evnen til å formere seg uten deltakelse av det motsatte kjønn (parthenogenese).

Embryonal utvikling skjer ikke i hunnens livmor: den begynner etter at eggene er lagt. Etter ikke mindre enn 14 dager er en ny organisme født.

Unge har samme antall celler som voksne. Vekst oppstår på grunn av en økning i størrelsen på individuelle celler (hypertrofi), og ikke på grunn av deling.

Dietten ser slik ut:

• De minste planteorganismene;
• Bakterie;
• Soppsporer;
• Protozoer;
• Noen ganger praktiseres kannibalisme: de større sluker de små og svake.

I de fleste tilfeller viser disse skapningene et strengt vegetarisk kosthold og spiser først og fremst algeceller.

Liste naturlige fiender små: midd, insektlarver, meitemark Og kjøttetende sopp. Sistnevnte er en spesielt farlig fiende: de kaster ut en mobiltråd og fanger det uheldige offeret.

Er det mulig å drepe en tardigrad?

Nøkkelbetingelsen for dens overlevelse er tilstedeværelse av en tynn film av vann. Dette fører til akilleshælen til den hardeste mikroorganismen på jorden:

• Forskning viser at maksimal dehydreringsperiode er ca. 10 år. Organismen faller inn i en tilstand av kryptobiose og kommer ut av den hvis leveforholdene forbedres;
• Imidlertid kan skapningen ikke forbli i denne tilstanden for alltid. Det er av denne grunn at den ikke kan finnes i ørkener og andre tørre steder på jorden;
• Dette fører til en logisk konklusjon: den riktige måten drepe en tardigrad - tørk ut dens habitat og opprettholde slike forhold i flere tiår .

En rekke laboratorieeksperimenter har vist dødelige effekter av noen miljøgifter, spesielt svoveltrioksid. Derfor kan disse dyrene brukes som en biologisk indikator på tilstanden miljø. Død forårsaker også forurensning av moser med tungmetaller (påvist av ungarske forskere).

Dette dyret er en tydelig demonstrasjon av den verdslige visdommen "hvis du kjører roligere, vil du gå lenger." Mens andre representanter for biosfæren bøyer seg bakover av hensyn til reproduksjon og overlevelse, tenker denne upretensiøse organismen stille på dette meningsløse oppstyret. Denne skapningen heter Tardigrade. Hvem hun er har vært kjent i nesten 250 år, men folk slutter aldri å bli overrasket over hennes enestående evner til å tåle alle motgang og motgang, til å overleve i nesten alle miljøer.

Video om livet og døden til en tardigrad i sitt naturlige miljø

I denne videoen vil biolog Arkady Matrosov fortelle deg om en skapning som ikke kan drepes, som er i stand til å overleve enhver miljøkatastrofe:

De kan overleve opptil ti år uten vann, kan overleve ved -271°C i flytende helium og ved +100°C i kokende vann, tåler 1000 ganger mer stråling enn mennesker, og har til og med vært i verdensrommet!

Tardigrada (lat. Tardigrada) er en type mikroskopiske virvelløse dyr nær leddyr. Dette dyret ble først beskrevet i 1773 av den tyske pastoren I. A. Götze som en kleiner Wasserbär (liten vannbjørn). I 1777 ga den italienske vitenskapsmannen Lazzaro Spallanzani dem navnet il tardigrada, tardigrada, hvis latiniserte form er Tardigrada (fra 1840).

Kroppen av tardigrader (eller de kalles også vannbjørner) har en størrelse på 0,1-1,5 mm, gjennomskinnelig, bestående av fire segmenter og et hode. Utstyrt med 4 par korte og tykke ben med 4-8 lange bustlignende klør i enden, med det siste benparet rettet bakover. Tardigrader beveger seg veldig sakte - med en hastighet på bare 2-3 mm per minutt. Munndelene er et par skarpe stiletter som tjener til å gjennombore cellemembranene til alger og moser som tardigrader lever av. Tardigrades har fordøyelses-, ekskresjons-, nerve- og reproduktive systemer; imidlertid mangler de luftveier og sirkulasjonssystemet- pusten er kutan, og blodets rolle spilles av væsken som fyller kroppshulen.

For tiden er mer enn 900 arter av tardigrader kjent (i Russland - 120 arter). På grunn av deres mikroskopiske størrelse og evne til å motstå ugunstige forhold, er de fordelt overalt, fra Himalaya (opptil 6000 m) til havdypet (under 4000 m). Tardigrader er funnet i varme kilder, under is (for eksempel på Spitsbergen) og på havbunnen. De sprer seg passivt - med vind, vann og forskjellige dyr.

Alle tardigrader er til en viss grad akvatiske. Omtrent 10 % - Sjølivet, andre finnes i ferskvannsforekomster, men de fleste bor i mose- og lavputer på bakken, trær, steiner og steinvegger. Antall tardigrader i mose kan være veldig stort - hundrevis, til og med tusenvis av individer i 1 g tørket mose. Tardigrades lever av væskene til plantene og algene de lever av. Noen arter spiser små dyr - hjuldyr, nematoder og andre tardigrader. På sin side fungerer de som byttedyr for flått og spretthaler.

Tardigrades vakte oppmerksomheten til tidlige forskere med sin fantastiske utholdenhet. Når ugunstige forhold oppstår, er de i stand til å falle inn i en tilstand av suspendert animasjon i årevis; og når gunstige forhold oppstår, kommer de til liv ganske raskt. Tardigrades overleve hovedsakelig på grunn av den såkalte. anhydrobiose, tørking.

Når de er tørre, trekker de lemmene inn i kroppen, avtar i volum og tar form av en tønne. Overflaten er dekket med et voksbelegg som hindrer fordampning. Under suspendert animasjon synker deres metabolisme til 0,01 %, og vanninnholdet kan nå opptil 1 % av det normale.

I en tilstand av suspendert animasjon tåler tardigrader utrolige belastninger.

* Temperatur. Bli i 20 måneder. i flytende luft ved -193°C, åtte timers avkjøling med flytende helium til -271°C; oppvarming til 60-65°C i 10 timer og opp til 100°C i en time.

* Ioniserende stråling av 570 000 røntgener dreper omtrent 50 % av tardigrader som eksponeres. For mennesker er den dødelige dosen av stråling bare 500 røntgener.

* Atmosfære: Kom til liv etter å ha vært i vakuum i en halvtime. De kan forbli i en atmosfære av hydrogensulfid og karbondioksid i ganske lang tid.

* Trykk: Under et eksperiment av japanske biofysikere ble "sovende" tardigrader plassert i en forseglet Plastikk boks og senket ham i et kammer fylt med vann høytrykk, og bringer det gradvis til 600 MPa (ca. 6000 atmosfærer), som er nesten 6 ganger høyere enn trykknivået på det laveste punktet i Marianergraven. Det spilte ingen rolle hvilken væske beholderen var fylt med: vann eller et ikke-giftig svakt løsemiddel, perfluorkarbon C8F18, overlevelsesresultatene var de samme.

* Fuktighet: Det er et kjent tilfelle da mose tatt fra ørkenen, omtrent 120 år etter at den ble tørket ut, ble plassert i vann, tardigradene i den ble levende og var i stand til å formere seg.

I september 2007 sendte European Space Agency flere individer ut i verdensrommet, til en høyde på 160 miles. Noen vannbjørner ble kun utsatt for vakuum, noen ble også utsatt for stråling 1000 ganger høyere enn bakgrunnsstråling fra jorden. Alle tardigrader ikke bare overlevde, men la også egg og reproduserte seg

Eksperimenter i bane har vist at tardigrader – små leddyr som varierer i størrelse fra 0,1 til 1,5 millimeter – er i stand til å overleve i verdensrommet. I arbeidet deres, hvis resultater ble publisert i tidsskriftet Current Biology, viste biologer fra flere land at noen tardigrader er i stand til å gjenopprette sine vitale funksjoner fullt ut og produsere levedyktig avkom.

I dette arbeidet sendte en gruppe biologer, ledet av Ingemar Jonsson fra Universitetet i Kristianstad, to arter av tardigrader inn i jordens bane – Richtersius coronifer og Milnesium tardigradum. Leddyrene tilbrakte 10 dager om bord i det russiske ubemannede kjøretøyet Foton-M3. Totalt 120 tardigrader har vært i verdensrommet, 60 individer av hver art. Under flyturen var en gruppe leddyr, inkludert begge arter, i et vakuum (lukket som skilte kammeret med tardigrader fra åpent rom var åpent), men var beskyttet mot solstråling spesiell skjerm. Ytterligere to grupper av tardigrader brukte 10 dager i vakuum og ble utsatt for ultrafiolett A (bølgelengde 400 - 315 nanometer) eller ultrafiolett B (bølgelengde 315 - 280 nanometer). Den siste gruppen leddyr opplevde alle "funksjonene" verdensrommet.

Alle tardigrader var i en tilstand av suspendert animasjon. Etter 10 dager tilbrakt i verdensrommet var nesten alle organismer tørket ut, men om bord i romfartøyet ble tardigradene tilbake til det normale. De fleste dyr som ble utsatt for ultrafiolett stråling med en bølgelengde på 280 - 400 nm overlevde og var i stand til å formere seg. R. coronifer individer klarte ikke å overleve hele spekteret av eksponeringer ( lav temperatur, vakuum, ultrafiolett A og B), bare 12 % av dyrene i denne gruppen overlevde, alle tilhørte arten Milnesium tardigradum. Imidlertid var de overlevende i stand til å produsere normale avkom, selv om deres fruktbarhet var lavere enn for kontrollgruppen på jorden.

Foreløpig kjenner ikke forskerne til mekanismene som hjalp tardigrader med å overleve eksponering for den harde ultrafiolette strålingen fra verdensrommet. Stråling av denne bølgelengden forårsaker DNA-brudd og mutasjoner. Tardigrades har sannsynligvis spesielle forsvarssystemer som beskytter eller raskt reparerer arvestoffet deres. Å forstå hvordan levende systemer er i stand til å beskytte seg mot de skadelige effektene av rommet er viktig for utviklingen av astronautikk og organiseringen av langdistanse romflyvninger og en månebase.

Hva er hemmeligheten bak slik overlevelse av tardigrader? De er ikke bare i stand til å nå en tilstand hvor stoffskiftet deres praktisk talt stopper, men opprettholder også denne tilstanden i årevis når som helst under deres eksistens.

Her er et eksempel på Arktis Adorybiotus koronifer i denne frosne tilstanden:

Og her sesongmessige endringer denne skapningen avhengig av værforhold (1 – kald høst og vinter; 2 - våren; 3 - aktiv form, sommer; 4 - molting):

Således tilbakeviser eksistensen av tardigrader teorien om at bare kakerlakker er i stand til å overleve atomeksplosjon. Denne skapningen er mye mer seig, mange ganger mindre enn en kakerlakk, og også mye søtere :)

Deres italienske navn "tardigrado" er av latinsk opprinnelse og betyr "sakte i bevegelse". Det ble gitt ved oppdagelsen av dyr på grunn av deres langsomme bevegelse. Tardigrader er nesten gjennomsiktige og når i gjennomsnitt en halv millimeter i lengde. Kroppen til tardigraden består av fem deler: et klart definert hode med en munn og fire segmenter, som hver har et par ben med klør. Dyrenes kropp er dekket med en tynn og fleksibel, motstandsdyktig kutikula, som de kaster av når de vokser (smelting). Anatomisk struktur disse små dyrene ligner strukturen til større. Spesielt tardigrader har en hjerne på ryggsiden, små øyne og nerveganglier på ventralsiden (som fluer). Deres Fordøyelsessystemet inkluderer en munn med skarpe stiletter og en sugende utvidelse av svelget for å suge ut innholdet i cellene til andre mikroskopiske dyr eller planter, tarmer og anus. Heldigvis er tardigrader ikke sykdomsfremkallende for mennesker. De har langsgående muskler og utskillelsesorganer.

En enkelt poseformet gonad som er plassert dorsalt skiller hanner, hunner og selvbefruktende hermafroditter. Noen arter består bare av hunner, som reproduserer ved parthenogenese, det vil si uten deltakelse av hanner. På grunn av sin lille størrelse krever tardigrader ikke luftveiene og sirkulasjonssystemene for gassutveksling. Væsken som er tilstede i kroppshulen utfører funksjonene til luftveiene og sirkulasjonssystemene. Systematisk er tardigrader svært nær leddyr, spesielt krepsdyr og insekter, som også mister kutikula under vekst og telling største antall arter på jorden. Å være veldig nær leddyr, tardigrader er ikke dem. Ulike arter av tardigrader er funnet overalt på planeten: fra polarområdene til ekvator, fra kystsoner1 til dyphavet, og til og med på fjelltopper. Til dags dato har omtrent 1100 arter av tardigrader blitt beskrevet som lever i hav, innsjøer og elver eller i terrestrisk miljø et habitat. Antallet deres øker raskt hvert år på grunn av nye funn og revisjoner av eksisterende arter.

Selv om alle tardigrader krever vann for å overleve, kan mange arter overleve selv i midlertidig fravær av vann. Dermed ble det største antallet tardigrader funnet på bakken, der de lever i moser, lav, blader og fuktig jord. Den utbredte distribusjonen av tardigrader på jorden er nært knyttet til deres overlevelsesstrategier.

Terrestriske tardigrader kan leve i to hovedtilstander: aktiv tilstand og kryptobiose2. Når de er aktive, krever tardigrader vann for å spise, vokse, reprodusere, bevege seg og utføre normale aktiviteter. I en tilstand av kryptobiose stopper metabolsk aktivitet på grunn av mangel på vann. Når miljøforholdene endres og vann vises, kan de gå tilbake til en aktiv tilstand igjen. En slik reversibel suspensjon av metabolsk aktivitet ble naturlig sammenlignet med død og oppstandelse. Terrestriske tardigrader reagerer på stimuli forskjellig avhengig av kildene til stress, og deres responser kalles samlet kryptobiose. Denne tilstanden kan være forårsaket av tørking (anhydrobiose), frysing (kryobiose), mangel på oksygen (anoksybiose) og høy konsentrasjon oppløste stoffer (osmobiose).

Anhydrobiose, en tilstand av metabolsk hvile på grunn av nesten fullstendig uttørking, er et vanlig fenomen i terrestriske tardigrader, som kan gå inn i denne tilstanden flere ganger. For å overleve i denne overgangstilstanden, må tardigrader tørke ut veldig sakte. Gresset, mosene og lavene som er bebodd av terrestriske tardigrader inneholder mange vannbassenger, som svamper, som tørker ut ekstremt sakte. Tardigrader tørker ut ettersom miljøet mister vann. De har ingen annen måte å unnslippe, siden tardigrader er for små til å kjøre. Tardigraden mister opptil 97 % av vanninnholdet og tørker ut for å danne en form som er omtrent en tredjedel av den opprinnelige størrelsen, kalt en "tønne". Dannelsen av en slik "tønne" skjer når dyret trekker bena og hodet inn i kroppen for å redusere området. Når den rehydreres av dugg, regn eller smeltet snø, kan tardigraden gå tilbake til en aktiv tilstand innen minutter eller timer. Denne fantastiske evnen til å overleve ser ut til å være en direkte respons på raske og uforutsigbare endringer i det terrestriske mikromiljøet.

Marine tardigrader utvikler ikke slike egenskaper fordi miljøet deres vanligvis er mer stabilt. Et dyr kan være i en tilstand av anhydrobiose fra flere måneder til tjue år, avhengig av arten, og overleve nesten hva som helst. Den mest kjente egenskapen til tardigraden er dens evne til å overleve under ekstreme forhold. Under forsøkene ble dehydrerte tardigrader utsatt for temperaturer fra minus 272,95°C, dvs. nær absolutt null, opp til +150°C, dvs. temperatur i ovnen når du baker kaken. Etter rehydrering går dyrene tilbake til en aktiv tilstand. Dermed overlevde tardigrader som var i en tilstand av anhydrobiose i flere år ved en temperatur på -80°C. Tardigrader har også blitt avslørt atmosfærisk trykk, 12 000 ganger større normalt trykk, samt eksponering for store mengder kvelende gasser (karbonmonoksid, karbondioksid), og de var i stand til å gå tilbake til en aktiv tilstand etter rehydrering. Eksponering for ioniserende stråling mer enn 1000 ganger dødelig for mennesker hadde ingen effekt på tardigradene.

I 2007 ble tardigraden det første dyret som overlevde effekten av det ødeleggende rommiljøet. I et eksperiment utført på TARDIS-romfartøyet, takket være utstyr levert av European Space Agency, ble tardigrader i en tilstand av anhydrobiose direkte utsatt for solstråling og rommets vakuum under oppdraget til det russiske romfartøyet Foton-M3. Mens kjøretøyet var i bane 260 km over jordens overflate, åpnet forskerne en beholder som inneholdt tønner, og utsatte dem derved for solen og spesielt ultrafiolett stråling. Da de kom tilbake til jorden etter rehydrering, begynte dyrene å bevege seg - de overlevde.

Sommeren 2011, under TARDIKISS-eksperimentet, støttet av den italienske romfartsorganisasjonen, ble tardigrader sendt ut i verdensrommet på International romstasjon​(ISS) på NASAs romferge Endeavour. Tardigrades og eggene deres ble utsatt for ioniserende stråling og mikrogravitasjon. Nok en gang, etter at dyrene kom tilbake til jorden, klekket eggene og dyrene overlevde, spiste, vokste, smeltet og reproduserte seg som om de hadde kommet tilbake fra et fint lite cruise gjennom verdensrommet. Hvilke biologiske motstandsmekanismer bruker tardigrader for å beskytte seg selv under disse ulike stressforholdene?

De fysiologiske og biokjemiske mekanismene til tardigrader som sikrer tardigrade utholdenhet er fortsatt lite kjent, og til dags dato er det ingen generelt akseptert forklaring. Men i de siste årene har utholdenheten til tardigrader tiltrukket seg interesse. et stort nummer av forskere som brukte nye molekylære og biokjemiske verktøy i sin forskning. Det er nå klart at mekanismene som ligger til grunn for anhydrobiose kan bidra til utholdenheten til tardigrader under andre stressende forhold, ved å bruke forskjellige biokjemiske og fysiologiske mekanismer. Den underliggende mekanismen involverer syntesen av forskjellige molekyler som fungerer sammen som biobeskyttende midler: trehalose, sukker og stressproteiner som vanligvis kalles "varmesjokkproteiner."

Når de er dehydrert, tap betydelig mengde vann fører som regel til ødeleggelse av celler og vev og følgelig organismens død. Når det gjelder tardigrader, er det en sammenheng mellom oppkjøpet av motstand mot dehydrering og biosyntesen av trehalose ettersom tardigrader akkumulerer dette sukkeret under dehydrering. Syntesen og akkumuleringen av trehalose beskytter tardigrade celler og vev ved å erstatte vann som går tapt gjennom dehydrering. Varmesjokkproteiner, spesielt HSP70, ser ut til å virke sammen med trehalose for å beskytte store molekyler og cellemembraner fra skade forårsaket av dehydrering. Ioniserende og ultrafiolett stråling ødelegger store molekyler som DNA og fører til oksidativt stress, og forårsaker effekter som ligner på akselerert aldring.

Det er av denne grunn at tardigraders evne til å overleve intens stråling får forskere til å tro at dyr har en effektiv DNA-reparasjonsmekanisme og et beskyttende antioksidantsystem. Den økende interessen for forskerne for tardigrader er utvilsomt forbundet med muligheten for å anvende den ervervede kunnskapen om dehydrering og mekanismene for frostbestandighet til tardigrader til kryokonservering av biomaterialer (for eksempel celler, vaksiner, mat, etc.). Disse bittesmå, usynlige dyrene kan hjelpe oss å forstå de grunnleggende prinsippene for naturen til levende systemer. Så vær forsiktig når du går på gresset.