Крошечные и могучие тардиграды способны выживать в самых экстремальных условиях, выживая в океанах, антарктических ледниках, лавовых полях, песчаных дюнах и, что самое известное, в космосе. Эти миллиметровые беспозвоночные, известные как "водяные медведи", "поросята мха" и "выносливые тарди", были обнаружены практически в любой среде обитания на Земле, даже в мшистых клумбах или во влажной почве во дворах. Учитывая их широкое распространение по планете, исследователи давно пытаются понять, как эти животные попали в столь отдаленные места.
На прошлой неделе биологи из Университета Адама Мицкевича в Польше описали один из потенциальных, хотя и рискованных способов передвижения тардиград: слизь улиток. В лаборатории команда исследовала взаимоотношения между тардиградами вида Milnesium inceptum и сухопутной улиткой вида Cepaea nemoralis и обнаружила, что водные медведи, прилипшие к слизи на теле улитки, способны перемещаться на небольшие расстояния. Однако выделения имеют опасную цену: Хотя тардиграды могли перемещаться дальше с помощью улиток, лишь немногие из них доживали до конца своего липкого путешествия.
Хотя поездка может быть чисто случайной и даже дорогостоящей, "такая транспортировка на короткие расстояния может иметь значительное влияние на генетическое разнообразие местных популяций животных", - написали авторы исследования Зофия Ксёнжкевич и Милена Рошковска в совместном электронном письме. Результаты исследования были опубликованы 14 апреля в журнале Scientific Reports.
Для своего размера водяные медведи обладают впечатляющим диапазоном движений - они могут индивидуально координировать свои восемь коренастых ног и покачиваться вокруг головы. В благоприятной влажной среде обитания тардиграды наиболее активны, их можно увидеть идущими со скоростью до двух длин тела в секунду, подобно насекомым. Тем не менее, в таком темпе они могут продвинуться лишь очень далеко.
"Тардиграды - поистине удивительные существа", - написала в своем письме Молли Джейн Кирк, молекулярный биолог из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, которая изучает, как тардиграды приспособились к экстремальным условиям окружающей среды. "Им удалось рассеяться, несмотря на их поистине мизерный рост, что наводит на мысль о том, что, как и другие близкородственные членистоногие, они воспользовались некоторой помощью, чтобы добраться до новых мест обитания".
Виды тардиград В прошлых исследованиях предполагалось, что беспозвоночные могут совершать дальний полет на порыве ветра или плыть по водным течениям. Другие исследования показали, что тардиграды могут путешествовать на перьях птиц или внутри желудочно-кишечного тракта улиток. Рошковска, изучающая тардиград, и Ксёнжкевич, изучающая улиток, решили исследовать пересечение этих двух организмов, поскольку оба они встречаются в одних и тех же местах обитания. Поскольку панцирные существа покрыты влажным слоем, Рошковска и Ксёнжкевич заподозрили, что у водяных медведей может быть преимущество при передвижении.
В контролируемых лабораторных условиях команда исследовала способность Cepaea nemoralis переносить как активных тардиград, так и тех, кто находится в "туннельном состоянии" - это своего рода спячка, когда они выживают в замороженном виде. Когда они переходят в этот режим, тардиграды теряют большую часть воды, а скорость их метаболизма почти не снижается. Они могут оставаться в таком обезвоженном состоянии в течение 30 лет и даже размножаться после оживления (или регидратации) с помощью воды.
Ксёнжкевич и Рошковска поместили капли воды, наполненные Milnesium inceptum, и мох в контейнер и наблюдали, смогут ли беспозвоночные в одиночку перебраться через стенки. Затем они заставили сухопутную улитку перебраться через субстраты, чтобы посмотреть, прилипнут ли микроскопические обитатели к слизи, чтобы преодолеть барьер. Водяные медведи, которые не делили пространство с улитками, оставались прямо в коробке, даже когда находились в активном состоянии. Но те, кто подружился, были успешно перенесены с баррикады. Это позволяет предположить, что тардиграды могут регулярно перемещаться на улитках.
A:Однако после подъема аттракционы были покрыты засохшей слизью. Во втором эксперименте Ксёнжкевич и Рошковска попробовали оживить измученных путешествием тардиградов и обнаружили, что только 34 процента из них смогли возродиться после попадания в слизь. В то же время 98 процентов тардиградов, которые не брали с собой улитку-мобиль, выжили.
"Мы знали, что основным компонентом слизи улитки была вода. Однако после того, как слизь высыхала, тардиграды "застывали" в очень странных позах с не до конца сформированными туннелями", - написали Ксёнжкевич и Рошковска в электронном письме. "Мы не думали, что они смогут вернуться к жизни после регидратации. Некоторые из них не [выжили], но другие успешно прошли процесс регидратации и вернулись к активной жизненной [фазе]".
Кирк, которая не участвовала в исследовании, была удивлена высоким уровнем смертности, особенно учитывая хорошо изученную способность тардиградов выживать в суровых условиях. "Непонятно, как оценивалась и сравнивалась смерть тардиграды с неподвижностью", - пишет она. "Часто тардиграды принимают специфическую позу тела, когда умирают". Но в статье, отметила она, это не описано в деталях.
И Кирк, и авторы исследования хотели бы узнать больше о составе слизи улиток и соединениях, которые потенциально могут сделать ее вредной для живучих в других отношениях водных медведей. Ксёнжкевич и Рошковска предположили, что эта транспортная система может быть более эффективной для яиц тардиград, возможно, из-за структур крепления, напоминающих шипы или диски.
Они также отметили, что исследование проводилось в лабораторных условиях, и им неизвестно, чтобы подобное поведение было зафиксировано в дикой природе. Это затрудняет вывод о том, намеренно ли тардиграды цепляются за тело улитки, чтобы передвигаться, или же они просто попадают в слизь. Более вероятно, что это опасное путешествие происходит случайно, если улитка и тардиград когда-либо пересекаются, заявили авторы.
"Было бы важно увидеть подобный перенос за пределами лаборатории в их родной среде обитания, чтобы подтвердить, что этот вывод имеет место и там", - написала Кирк. Она добавила, что полученные результаты все еще являются творческим подходом к пониманию того, как расселение водяных медведей может дать представление об их эволюции и способности выживать или не выживать в экстремальных местах.
"Это поможет мне понять, например, что экстремотолерантности недостаточно, и животное может решить поискать более благоприятную среду обитания", - объяснил Кирк. Навыки выживания беспозвоночных изучаются для того, чтобы в один прекрасный день помочь людям стать более устойчивыми к болезням и радиации.
Более того, новый взгляд на транспорт тардиград ценен тем, что "мы все еще очень мало знаем об этой группе животных", - пишут Ксёнжкевич и Рошковска. "Наше исследование выявило очень интересную взаимосвязь, которая заставила нас понять, как много взаимодействий в мире природы мы не знаем, а они происходят прямо рядом с нами".
Поправка (26 апреля 2022 года): В предыдущей версии этой статьи было представлено неверное изображение другого крошечного организма - спрингтейла. Несмотря на то, что это очень классное животное, оно было заменено более точным изображением тардиграда. Мы сожалеем о допущенной ошибке.