от 4 месяцев до 2 лет. Средняя продолжительность жизни тихоходок составляет порядка 200 лет, однако повышенный интерес к себе они вызывают другими способностями. Их средняя продолжительность жизни впечатляет: она составляет 3 000-12 000 лет. 40% от этого количества тихоходки получили от грибов, 38% – от бактерий, 14 % – от других животных, 7% имеют растительное происхождение, а 1% составляет ДНК, полученная от вирусов. Тихоходки всегда живут в воде: в океанах, морях и озерах, но чаще всего в небольших каплях воды – микроводоемах внутри мхов и лишайников.
Тихоходки (Tardigrada)
Тем не менее, для большого количества Eutardigrada выживание в таких условиях достигается за счет сокращения и втягивания головы и лап. Затем организмы превращаются в бочки, способные выживать после высыхания. Социальная структура и размножение Фото: Тихоходка Размножение и жизненный цикл среди представителей тихоходок в значительной степени зависит от их среды обитания. Учитывая, что жизнь этих организмов в значительной степени характеризуется бездействием и периодической бездеятельностью, исследователи пришли к выводу, что для быстрого размножения важно, когда условия благоприятны. В зависимости от окружающей среды, тихоходки могут размножаться бесполым путем самооплодотворение в процессе, известном как партеногенез, или половым путем, когда самцы оплодотворяют яйца амфимиксис.
Половое размножение у тихоходок распространено среди двудомных видов у самцов и самок с их соответствующими половыми органами. Большинство этих организмов встречаются в морской среде и, следовательно, размножаются в морской среде. Хотя форма и размер морфология гонад тихоходок в значительной степени зависят от вида, пола, возраста и т. Во время полового размножения среди некоторых членов классов Heterotardigrada и Eutardigrada яйца самки оплодотворяются прямо или косвенно.
Во время прямого полового оплодотворения самец тихоходки откладывает сперму в семенной сосуд самки, что позволяет транспортировать сперму к яйцеклетке для оплодотворения. Во время непрямого оплодотворения самец откладывает сперму в кутикулу самки, когда самка линяет. Когда самка сбрасывает кутикулу, яйца уже оплодотворяются и со временем развиваются. Во время линьки самка сбрасывает кутикулу, а также некоторые другие структуры, такие как когти.
В зависимости от вида, яйца либо оплодотворяются внутри например, у L. Хотя родительский уход за яйцами встречается редко, он наблюдался у нескольких видов. Их яйца остаются прикрепленными к хвостовой части самки, таким образом гарантируя, что самка заботится о яйцах до того, как они вылупятся. Естественные враги тихоходок Фото: Как выглядит тихоходка Хищниками тихоходок можно считать нематод, других тихоходок, клещей, пауков, хвостиков и личинок насекомых.
Паразитические простейшие и грибы часто заражают популяции тихоходок. Читайте также: Змееяд Pvttzl В свою очередь, тихоходки используют свой щечный аппарат для питания детритом или различными организмами, в том числе бактериями, водорослями, простейшими и другой мейофауной. Буккальныйаппарат состоит из буккальной трубки, пары пронзительных стилетов и мускулистого сосущего глотки. Содержимое кишечника часто содержит хлоропласты или другие компоненты клеток водорослей, мхов или лишайников.
Множество видов наземной микробиоты пытались наживаться на простейших, нематодах, коловратках и мелких видах Eutardigrades например, Diphascon и Hypsibius , даже всасывая весь организм. В челюстях этих хищных поздних тихоходок были обнаружены коловратки, когти тихоходок и их ротовые аппараты. Предполагается, что тип щечного аппарата коррелирует с типом потребляемой пищи, однако, мало что известно о конкретных потребностях в питании морских или лимано-наземных видов. Интересный факт: Несмотря на то, что тихоходки способны противостоять космическому вакууму, чрезвычайно низким температурам и огромной герметичной среде, они могут прожить максимум около 2,5 лет.
Под редакцией профессоров Н. Гладкова, А.
Он обладает уникальными свойствами, позволяющими ему выживать в сложных условиях окружающей среды, таких как низкое содержание питательных веществ и засушливость.
Читайте также: История возникновения шуточки про сову с грудью откуда она пошла и как стала популярной Тихоходки обладают простой структурой тела и специфическим питанием. Они питаются в основном планктоном и другими мелкими организмами, которых растущая популяция тихоходок способна обеспечивать в течение долгого времени. Интересно, что тихоходки не обладают жабрами, как большинство водных организмов.
Вместо этого, они питаются, плывя с открытым ртом. Пища попадает в органы пищеварения, где происходит ее переработка. Тихоходки также могут перемещаться с помощью водных потоков и реализуют свою активность при помощи медленного плавания.
Таким образом, тихоходки — это удивительные существа, способные жить долгие годы на морской территории благодаря своему особому питанию, уникальным физиологическим особенностям и способности приспосабливаться к неблагоприятным условиям среды обитания. Самый долгоживущий особь тихоходки Тихоходка имеет достаточно большую территорию обитания, преимущественно в морских водах тропических и теплых климатических зон. Ее движения грациозны и плавные.
Одним из секретов долголетия тихоходки является ее способность дышать под водой, благодаря жабрам. Это позволяет ей находиться в воде в течение долгого времени без необходимости всплывать на поверхность. Этот способ дыхания также обеспечивает тихоходке дополнительные возможности для охоты на питание.
Тихоходка питается в основном морскими водорослями, но в ее рационе также могут быть различные беспозвоночные, такие как морские ежи и крабы. Это источники питательных веществ, которые помогают поддерживать здоровье и долголетие этого животного. Самый короткоживущий особь тихоходки Самый короткоживущий особь тихоходки живет около одного года.
В течение этого времени они испытывают невероятные изменения: растут, меняют окраску и наращивают новые щупальца. Они активно питаются различными морскими организмами, такими как рыба, крабы и ракообразные. Одно из самых удивительных свойств тихоходки — это их способность плавать.
Они могут использовать жабры для дыхания и двигаться в воде так же легко и грациозно, как и на суше. Особи тихоходки имеют специальные органы на спине, которые позволяют им менять цвет, чтобы стратегически скрываться от хищников или притворяться, что они ядовиты. Особенности жизни тихоходок Долгожитель: Тихоходки отличаются долгой жизнью.
Они могут прожить до 150 лет. Это связано с низким обменом веществ и медленным старением. Тихоходки также имеют очень медленную регенерацию тканей, что помогает им сохранять молодость на протяжении долгого времени.
Плавание: Как морские обитатели, тихоходки умеют плавать. Они используют свои конечности в форме ласт для перемещения в водной среде. Однако, из-за своей низкой скорости, плавание для них является в основном способом передвижения в поисках пищи и мирной территории.
Пищеварение: Тихоходки питаются в основном водорослями, которые растут на камнях или водорослевых лесах. Они используют свою длинную, гибкую плоть для захвата пищи. Пищеварение у них медленное и долгое из-за низкого метаболизма, что позволяет им эффективно использовать ресурсы водной среды.
Они подвергались воздействию вакуума, а также космического излучения на протяжении 10 суток. Возвратившись на Землю, 70 процентов из них успешно восстановили свою жизнедеятельность, но через некоторое время большинство из них погибло. Несмотря на это, они до этого успешно размножались. Класс Heterotardigrada отличается некоторыми уникальными характеристиками, так как имеет гондукты, головные отростки, а также когти на конечностях.
Heterotardigrada Имеется также ряд других характеристик: Наличие сенсорного соска и позвоночника. На задних парах конечностей имеется воротник в виде зубьев. Наличие толстой кутикулы. Наличие пор, что зависит от видовой принадлежности.
Класс Mesotardigrada отличается следующими данными: На каждой конечности имеется по 6 штук когтей. Thermozodium esakii представляет промежуточное звено для таких членов как Heterotardigrada и Eutardigrada. Их колючки и когти имеют сходство с колючками и когтями класса Heterotardigrada. У них макроплакоиды практически такие же, как у класса Eutardigrada.
Класс Eutardigrada характеризуется такими показателями: У них отсутствуют боковые придатки. У них кутикула не имеет шероховатостей. В области спины у них отсутствуют пластинки. После открытия гондуктов, пища попадает в прямую кишку.
У этого класса двойные когти. Где обитает тихоходка? Тихоходки — это водные обитатели, которые достаточно комфортно чувствуют себя в водной среде. Их можно встретить, как в пресных, так и в соленых водоемах.
Они встречаются также в других условиях, но для них обязательно наличие воды. Несмотря на тот факт, что их считают водными организмами, они могут обитать в различных биотопах, в том числе в песчаных дюнах, в почве, среди камней, а также в ручьях. Они выживают в тонких пленках воды, которые образуются на мхах и лишайниках, поэтому их можно найти в этих средах. Такие фрагменты тихоходок, как яйца, кисты и отростки обычно распространяются с помощью ветра, после чего они попадают в различные условия.
Снабжено 4 парами коротких и толстых ног с 4—8 длинными щетинковидными коготками на конце, причём последняя пара ног направлена назад. Передвигаются тихоходки действительно очень медленно — со скоростью всего 2—3 мм в минуту. 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 — дыхание кожное, а роль крови выполняет заполняющая полость тела жидкость. Систематическое положение тихоходок дискуссионно. Большинство авторов сближают их с настоящими членистоногими Euarthropoda. Помимо этого, их могут сближать либо с нематодами Nematoda , либо с кольчатыми червями Annelida. Размножение Раздельнополы. Самцы тихоходок мельче самок и встречаются редко, поэтому возможен партеногенез , то есть размножение самок без оплодотворения.
Во время периода размножения у самки созревает от 1 до 30 яиц. Оплодотворение внутреннее или внешнее, когда самец откладывает сперму на кладку яиц. У одних видов яйца откладываются в грунт, в мох или воду, у других — в сброшенную при линьке шкурку. Развитие прямое, молодая тихоходка отличается от взрослой только меньшими размерами.
ОНО выживет во льду, в огне и даже при радиации!
Шведские ученые поместили их на корпусе космической станции, обращенной к солнцу. Вакуум и космическая радиация должны были показать границы выживаемости. Дополнительно часть тихоходок облучали ультрафиолетом. Из тех, кто провел десять дней снаружи корабля, выжили почти все. А вот из тех, кого дополнительно облучали ультрафиолетом, в живых остались немногие. Стоит добавить, что тихоходки не всегда одинаково живучи. Максимальные результаты они показывают, когда высыхают и впадают в анабиоз. В таком состоянии им не страшны даже длительные космические путешествия. В состоянии анабиоза тихоходки выносят невероятные нагрузки. Выдерживают пребывания в течение 20 мес.
Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 рентген. Довольно долго могут находиться в атмосфере сероводорода, углекислого газа. При этом неважно, какой жидкостью был заполнен контейнер: водой или нетоксичным слабым растворителем перфторуглеродом С8F18, — результаты по выживаемости совпадали. В сентябре 2007, Европейское Космическое агентство отправило несколько особей в космос, на высоту в 160 миль. Некоторые водяные медведи были подвержены только воздействия вакуума, некоторые еще и радиационному, в 1000 раз превышающему фон Земной радиации. Все тихоходки не только выжили, но еще и отложили яйца, успешно размножившись Эксперименты на орбите показали, что тихоходки — крошечные членистоногие размером от 0,1 до 1,5 миллиметров — способны выживать в открытом космосе. В своей работе, результаты которой опубликованы в журнале Current Biology, биологи из нескольких стран показали, что некоторые тихоходки способны полностью восстанавливать свои жизненные функции и производить жизнеспособное потомство. Все тихоходки находились в состоянии анабиоза. После 10 дней, проведенных в открытом космосе, практически все организмы были иссушены, но на борту космического аппарата тихоходки вернулись к нормальному состоянию.
Большинство животных, подвергшихся облучению ультрафиолетом с длиной волны 280 — 400 нм, выжили и оказались способны к воспроизводству. Особи R. Тем не менее, выжившие смогли дать нормальное потомство, хотя их плодовитость оказалась ниже, чем у контрольной группы, находившейся на Земле. Исследователи из Японии решили, наконец, разобраться в секрете живучести тихоходок 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. 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. Отличительной чертой тихоходок является наличие уникальных генов, которые и позволяют этим организмам вырабатывать такой высокий уровень толерантности к суровым окружающим условиям. Авторам нового исследования удалось выяснить, какие гены и биологические процессы наделяют тихоходок столь удивительными возможностями выживания.
Они не станут возражать, если время от времени вы будете смотреть на них под микроскопом. Возможно, вам повезет увидеть, как они сбрасывают свою жесткую внешнюю кожу, откладывают яйца или вылупляются. Так как тихоходки просвечиваются насквозь, существует возможность увидеть цвет пищи, которую они недавно съели. Когда замочите мох, не оставляйте всю воду внутри и слейте немного. Учтите, что некоторые тихоходки будут питаться другими тихоходками.
Самая замечательная особенность тихоходок - их способность выдерживать экстремально низкие температуры и высыхание экстремальное высыхание. В неблагоприятных условиях они переходят в состояние анабиоза, при котором тело высыхает и выглядит как безжизненный шар или тун. В этом состоянии их метаболизм может снизиться до 0,01 процента от его нормальной скорости. Тихоходки могут выжить в течение многих лет или даже десятилетий, переждать засушливые условия. Тихоходки легко распространяются ветром и водой, пока находятся в состоянии анабиоза.
Тихоходок находили в горячих источниках, подо льдом например, на Шпицбергене и на дне океана. Milnesium tardigradum Пресноводные виды живут как в проточных водах, так и в озерах, прудах и даже отдельных лужах. Внутри озера тихоходки чаще всего составляют составную часть донной песчаной фауны; известны находки с глубины до 150 метров. Животные чаще всего живут в верхних, кислородсодержащих слоях почвы. Кроме того, заселяют водоросли или водные растения, на поверхности озера тихоходки иногда встречаются в кувшинках. Часто отдельные особи обнаруживаются в водосточных желобах и даже в горячих источниках. Основные наземные места обитания тихоходок - мох. Кроме того, животные также встречаются в лишайниках или подходящих цветочных растениях, таких как бромелии Bromeliaceae , непентесы Nepenthaceae , камнеломки Saxifraga , проломник Androsace , ворсянка Dipsacus. У всех этих растений в некоторых частях накапливается вода; таким образом, они становятся миниатюрным местом жизни для тихоходок. Тихоходки часто встречаются в лиственной лесной подстилке или в самой почве, причем буковые леса, по-видимому, наиболее предпочтительны. Несколько более причудливой средой обитания являются ледники высокогорных гор: там темные отложения пыли или мелкозернистых осыпей могут привести к поглощению тепла и, следовательно, временному размораживанию поверхности в течение дня; в образовавшемся водном слое пыли также можно найти тихоходок. Распространение Распространяются тихоходки пассивно - ветром, водой, различными животными. Все тихоходки в некоторой степени являются водными животными. Количество тихоходок во мху может быть очень велико - сотни, даже тысячи особей в 1 г высушенного мха. Хотя они встречаются во всех климатических зонах, основное внимание уделяется полярным и умеренным широтам. Морские виды могут дрейфовать в океанских течениях. Предположительно, насекомые или птицы, к которым прилипают яйца или кисты, также переносят тихоходок в новые места обитания. Для активного локомоции всем видам тихоходок нужна тонкая окружающая пленка воды. Питание Питаются тихоходки жидкостями водорослей и других растений, на которых обитают. Некоторые виды поедают мелких животных - коловраток, нематод, других тихоходок. В свою очередь служат добычей для клещей и ногохвосток. Почвенные виды, помимо водорослей, также поглощают органические отходы вместе с бактериями и грибковыми спорами, содержащимися в них. Некоторые морские виды живут как эктопаразиты на морских ракообразных. Хищники, паразиты и комменсалы Основными хищниками тихоходок являются другие виды тихоходок, коловратки Rotatoria , нитевидные черви, клещи Acari , пауки Araneae , колемболы Collembola , личинки насекомых, а также дождевые черви Lumbricidae и пресноводные раки. Некоторые тихоходки становятся жертвами плотоядных грибов, тонкие гифы которых переплетаясь в петли, ловят добычу, а затем врастают в пойманных животных. Другие грибы, такие как Harposporium, выделяют конидиоспоры, которые, по-видимому, как только их поедают тихоходки, прорастают у них в кишечнике и переваривают своих жертв изнутри.
25 удивительных фактов о тихоходках
У живущих во мхах тихоходок, яйца могут переносить высыхание до 7 раз в каждой стадии с последующим пробуждением. Их средняя продолжительность жизни впечатляет: она составляет 3 000-12 000 лет. При сроке жизни 2,5-3 года — тихоходка может жить тысячи лет. Тем не менее, средняя продолжительность жизни тихоходок (постоянно гидратированных) редко превышает несколько месяцев.
Ученые выясняют, как и откуда могли появиться тихоходки
В среднем тихоходки живут около 200 лет, из которых они более 10 лет способны обходиться без пищи и питья. В активном состоянии тихоходка в среднем живёт до полутора‑двух месяцев. В среднем тихоходки живут около 200 лет, из которых они более 10 лет способны обходиться без пищи и питья. Новости. Тихоходки пережили все пять событий Великого массового вымирания в фанерозое (≈542 млн лет назад), но самые ранние особи современного вида известны только из мелового периода (≈80 млн лет назад). По измерениям тихоходки способны жить в космосе минимум 10 дней с учетом солнечной радиации.
ОНО выживет во льду, в огне и даже при радиации!
Криптобиоз бывает разным: ангидробиоз жизнь без воды , криобиоз жизнь в холоде , осмобиоз выживание в растворах с повышенной концентрацией растворенных веществ и множество других вариантов. Самым распространенным криптобиозом для тихоходок является ангидробиоз. Впервые состояние ангидробиоза заметил Антони ван Левенгук в 1702 году у анималькулей — «зверьков», куда, возможно, он относил и тихоходок. Переходя в состояние ангидробиоза, тело тихоходок сжимается, а конечности втягиваются рис. 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.
Однако не все условия для тихоходок будут временными неудобствами. Согласно данным 2020 года, тихоходки Ramazzottius varieornatus в активном состоянии не любят высокие температуры [20]. В таких условиях человек более вынослив, чем тихоходка. Тихоходки — первое известное животное, выжившее в открытом космосе. 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. Интересными для ученых тихоходки стали не только из-за невосприимчивости ко всем перечисленным факторам, но и из-за того, что в состоянии криптобиоза их биологические часы перестают тикать. Влияние ангидробиоза ученые иллюстрируют двумя моделями: «Спящая красавица» и «Портрет Дориана Грея».
Тихоходки, подобно спящим красавицам, могут проснуться спустя 30 лет, но не от поцелуя любимого, а лишь от капли воды. И они остаются вечно молодыми в состоянии бочонка, подобно герою романа Оскара Уайльда «Портрет Дориана Грея». 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. Как проходит «жизнь без воды» В результате действия радиации образуется большое количество активных форм кислорода АФК , которые фактически разрывают все клеточные компоненты, что встречаются им на пути. Защиту от АФК можно обеспечить внедрением антиоксидантных противоокислительных механизмов подробнее — в статье «Биомолекулы» [34]. Среди них очень глобально можно выделить две системы защиты.
Первая, путем действия различных ферментов, напрямую перехватывает АФК до того момента, как они повредят ту или иную молекулу. Вторая восстанавливает уже последствия действия АФК различными системами репарации, но у нее есть один существенный минус: ее активность зависит от дозы радиации, то есть чем выше доза радиации, тем менее дееспособной такая система становится. Ключевая органелла, которая противодействует АФК, — пероксисома. Она не уникальна для тихоходок — есть у всех эукариот. Участвует пероксисома в большом количестве метаболических, сигнальных и онтогенетических процессов, активно взаимодействует с другими органеллами, особенно с митохондриями.
У пероксисом хорошо развиты защитные механизмы, которые подавляют окислительный стресс и поддерживают окислительно-восстановительный баланс. Образуются пероксисомы либо путем роста, а также асимметричным делением уже существующих органелл, либо способны альтернативно образовываться de novo из эндоплазматического ретикулума [23]. Еще один из механизмов, который помогает переживать стрессовые условия у животных, — работа дисахарида трегалозы, упорядочивающего молекулы в период высыхания. Ученые предположили, что наличие трегалозы в больших количествах должно быть у тихоходок [24]. Ведь она есть у дрожжей, нематод, креветок и других животных, которые обладают устойчивостью к высыханию.
Но оказалось, что у тихоходок в организме либо очень низкая концентрация трегалозы, или ее нет вовсе [25]. Исследовав тихоходку Hypsibius dujardini, ученые из США обнаружили группу генов, которые отвечают за производство «внутренне неупорядоченных» белков, которые заменяют всю свободную воду в организме тихоходок на биостекло [26]. Белки эти назвали TDP, расшифровываются они как «специфические для тихоходок и не имеющие четкой вторичной структуры». К ним относятся: цитоплазматические белки, устойчивые к термической денатурации CAHS-белки , секреторные белки, устойчивые к термической денатурации SAHS-белки и митохондриальные белки, устойчивые к термической денатурации MAHS-белки , которые производятся в стрессовых условиях. В момент, когда у тихоходки начинает исчезать вода, включается экспрессия генов, кодирующих TDP рис.
Существует несколько гипотез, как работает биостекло в клетках. Согласно первой, все важные молекулы застревают в биостекле, подобно рыбе, что вмерзла в лед [26]. Согласно второй, биостекло замещает молекулы воды в клетках подобно трегалозе, а когда вода возвращается, то TDP растворяются [25]. 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. 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.
Тихоходки могут выживать даже в самых экстремальных условиях, потому что умеют впадать в состояние ангидробиоза — они втягивают в себя конечности, избавляются от лишней влаги и замедляют обмен веществ. При всем этом, они не лишены слабых сторон.
В ходе лабораторных экспериментов было доказано, что при температуре от 60 до 65 градусов тихоходки могут выживать только на протяжении 10 часов. А при 150 градусов Цельсия их выносливости хватает только на полчаса. Ученые не исключают , что в условиях глобального потепления будет тяжело даже таким живучим существам. Как тихоходки движутся на большие расстояния? Как и говорилось выше, за час ходьбы тихоходки преодолевают всего лишь пару миллиметров.
Чтобы путешествовать быстрее, им нужна помощь извне — ее может оказать ветер, текучая вода или более крупные животные. Более пятидесяти лет назад ученые обнаружили, что иногда тихоходки проглатываются улитками, выживают в их кишечнике и высаживаются на новом месте вместе с фекалиями. Тихоходки могут быстро передвигаться при помощи улиток Недавно польские ученые решили проверить достоверность этой информации на примере лесных улиток Cepaea nemoralis. Они посадили их на влажный мох и проследили за тем, сколько тихоходок они соберут по пути.
В отличие от нематод, у тихоходок с виду есть туловище, есть ноги.
И этого немало, но у тихозодок отсутствуют некоторые Hox-гены. У них ось тела укорочена путем отсутствия пяти Нох-генов Hox2, Hox5, Hox6—8 , которые определяют наличие туловища. В 2017 году американские ученые выпустили статью, в которой сообщалось, что у тихоходок найдено семь Hox-генов [17]. Оказалось, что тихоходки — это «большая голова на ножках» рис. Рисунок 10.
Модели строения тела современных панартропод. Гомологичные сегменты показаны одним цветом. Схема раскраски сегментов по результатам, показанным в статьях [17] и [18]. 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 Одной из самых известных особенностей тихоходок является их устойчивость к пересыханию.
В 2012 году журнал Planetary and Space Science определил тихоходок как самых выносливых существ на Земле [19]. Из обычного состояния тихоходки переходят в «неразрушимое» состояние под названием « криптобиоз » — «скрытая жизнь». Криптобиоз бывает разным: ангидробиоз жизнь без воды , криобиоз жизнь в холоде , осмобиоз выживание в растворах с повышенной концентрацией растворенных веществ и множество других вариантов. Самым распространенным криптобиозом для тихоходок является ангидробиоз. Впервые состояние ангидробиоза заметил Антони ван Левенгук в 1702 году у анималькулей — «зверьков», куда, возможно, он относил и тихоходок.
Переходя в состояние ангидробиоза, тело тихоходок сжимается, а конечности втягиваются рис. 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. Однако не все условия для тихоходок будут временными неудобствами. Согласно данным 2020 года, тихоходки Ramazzottius varieornatus в активном состоянии не любят высокие температуры [20].
В таких условиях человек более вынослив, чем тихоходка. Тихоходки — первое известное животное, выжившее в открытом космосе. 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. Интересными для ученых тихоходки стали не только из-за невосприимчивости ко всем перечисленным факторам, но и из-за того, что в состоянии криптобиоза их биологические часы перестают тикать. Влияние ангидробиоза ученые иллюстрируют двумя моделями: «Спящая красавица» и «Портрет Дориана Грея». Тихоходки, подобно спящим красавицам, могут проснуться спустя 30 лет, но не от поцелуя любимого, а лишь от капли воды. И они остаются вечно молодыми в состоянии бочонка, подобно герою романа Оскара Уайльда «Портрет Дориана Грея».
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.
Как проходит «жизнь без воды» В результате действия радиации образуется большое количество активных форм кислорода АФК , которые фактически разрывают все клеточные компоненты, что встречаются им на пути. Защиту от АФК можно обеспечить внедрением антиоксидантных противоокислительных механизмов подробнее — в статье «Биомолекулы» [34]. Среди них очень глобально можно выделить две системы защиты. Первая, путем действия различных ферментов, напрямую перехватывает АФК до того момента, как они повредят ту или иную молекулу. Вторая восстанавливает уже последствия действия АФК различными системами репарации, но у нее есть один существенный минус: ее активность зависит от дозы радиации, то есть чем выше доза радиации, тем менее дееспособной такая система становится.
Ключевая органелла, которая противодействует АФК, — пероксисома. Она не уникальна для тихоходок — есть у всех эукариот. Участвует пероксисома в большом количестве метаболических, сигнальных и онтогенетических процессов, активно взаимодействует с другими органеллами, особенно с митохондриями. У пероксисом хорошо развиты защитные механизмы, которые подавляют окислительный стресс и поддерживают окислительно-восстановительный баланс. Образуются пероксисомы либо путем роста, а также асимметричным делением уже существующих органелл, либо способны альтернативно образовываться de novo из эндоплазматического ретикулума [23].
Еще один из механизмов, который помогает переживать стрессовые условия у животных, — работа дисахарида трегалозы, упорядочивающего молекулы в период высыхания. Ученые предположили, что наличие трегалозы в больших количествах должно быть у тихоходок [24]. Ведь она есть у дрожжей, нематод, креветок и других животных, которые обладают устойчивостью к высыханию.
Но точный источник их устойчивости остается загадкой. В общем, мы очень мало знаем о том, как функционирует этот вид, особенно когда мы говорим о молекулярном уровне. Есть подсказки. Ученые выяснили, что, когда тихоходка входит в свое высушенное состояние: она заменяет часть своего клеточного содержимого на молекулу сахара, называемую трегалозой. Исследователи полагают, что эта молекула трегалозы не только заменяет воду, но также в некоторых случаях может физически ограничивать оставшиеся молекулы воды, препятствуя их быстрому расширению при столкновении с горячими и холодными температурами.
Это важно, потому что расширение молекул воды например, то, что происходит при обморожении может означать мгновенную гибель клеток для большинства животных. Тихоходки не боятся космического излучения Космос смертоносен, и не только из-за отсутствия кислорода. За пределами нашей защитной атмосферы существует смертельная радиация, вызванная далекими сверхновыми, нашим Солнцем и другими источниками. Космическое излучение представляет собой вредные заряженные частицы, которые могут внедряться в тело животных, разрывая молекулы и повреждая ДНК быстрее, чем ее можно восстановить. Но и здесь тихоходка кажется странным образом подготовленной к жизни в космосе. Одна из самых больших проблем с радиацией для астронавтов и тихоходок, летящих в космос — это набор молекул, называемых активными формами кислорода. Ионизирующее излучение проникает в тело и проникает в заблудшие молекулы, содержащие кислород. Проще говоря, эти недавно облученные молекулы затем перемещаются по телу, причиняя всевозможные повреждения.
Тихоходки в своем обезвоженном состоянии вырабатывают ненормальное количество антиоксидантов да, они действительно существуют за пределами мира здорового питания , которые эффективно нейтрализуют эти блуждающие, злые реактивные формы кислорода. Отчасти из-за этого таланта тихоходки, как было установлено, выдерживают более высокие дозы радиации с гораздо большим успехом, чем исследователи могли бы в противном случае полагать. Причина, по которой тихоходки эволюционировали, чтобы выжить при высоких дозах радиации, также остается загадкой. Возможно, тихоходки эволюционировали, чтобы быть унесенными ветром и выжить в земной атмосфере, что объясняет не только их выносливость, но и то, почему они встречаются по всему миру.
Замороженные тихоходки не постарели
Тихоходки, как правило, способны выжить и в сухой среде, но лучше не рисковать. Хорошо относитесь к своим водяным медведям и поддерживайте для них влажную среду. При высыхании тихоходки уменьшаются в размере и становятся полностью неподвижными. В таком состоянии их довольно тяжело различить, но добавьте воду и их снова можно будет увидеть. Они не станут возражать, если время от времени вы будете смотреть на них под микроскопом.
Поэтому она получила прозвище Водяной Медведь. И, хотя тихоходки открыты еще в XVIII веке, но до сих пор ученые не могут разгадать механизм их феноменальной живучести. Это настоящие экстремалы, по сравнению с которыми даже очень приспособленные к разным невзгодам тараканы кажутся простыми смертными. Говорят, что из всех живых существ самые страшные апокалипсисы на Земле переживет только тихоходка. Сегодня наука немного приоткрыла ее тайны.
Попадая в неблагоприятные условия, животные быстро впадают в глубокую спячку, практически полностью отключив метаболизм и остановив все процессы жизнедеятельности. К примеру, ученые достаточно подробно изучили, как выживает животное при полном обезвоживании. Оказалось, что задействована сложная система, в которой участвуют многие молекулярные компоненты.
То же самое и с белками MRE11, позволяющими чинить разрывы обеих цепочек ДНК: почти у каждого животного есть только один ген этого семейства, но никто более не может похвастаться четырьмя.
И совсем не обязательно «воровать» их у бактерий: вы можете просто удвоить уже имеющиеся полезные гены, а потом одна из копий может приобрести новую полезную функцию в процессе естественных мутаций. Но всегда стоит помнить, что генетический багаж сам по себе — сомнительное богатство. Если генов слишком много, на их копирование, починку и обработку содержащейся в них информации тратится слишком много ресурсов, поэтому вторым советом от тихоходок стала бы рекомендация избавиться от лишнего. Таковым может оказаться даже довольно важный участок генома, если его функции уже дублируются где-то еще: если некоторые белки в пероксисоме органоид клетки, где происходит нейтрализация активных форм кислорода , ответственные за расщепление жирных кислот, имеют функциональных «двойников» в митохондрии энергетической станции клетки , то вы не обязаны тащить за собой дополнительный груз.
Мудрые тихоходки Ramazzottius variornatus избавились от набора из пероксисомы. Кроме того, они рискнули, к примеру, потерять белки HIF1A, PHD и VHL, сигнализирующие о наступлении гипоксии нехватки кислорода , и клетка реагирует не на саму гипоксию, а на ее последствия. Так, системы, анализирующие количество энергии и аминокислот, у тихоходок в полном порядке. И, наконец, третьим советом стал бы такой: найдите свою уникальность.
Ученые обнаружили у Ramazzottius variornatus известные у других тихоходок, но не встречающиеся более ни у кого белки, помогающие снизить влияние высоких температур и кодируемые генами семейств CAHS 13 генов и SAHS 16 генов. С помощью зеленого флуоресцентного белка был найден располагающийся в области ядра клеток эмбрионов тихоходок белок, специфично связывающийся с ДНК и очевидно имеющий прямое отношение к ее защите от повреждений поскольку в клетках эмбрионов ДНК интенсивно копируется. Белок был назван Damage suppressor Dsup , и именно его, возможно, больше всего не хватает человеческой клетке для приобретения "сверхспособностей".
Также их находили и в более экстремальных местах. В горячих источниках и в вечной мерзлоте. Но большинство мирно пасется в зарослях мха и лишайника. На данный момент известно около 1100 различных видов тихоходок. Атака инопланетян вполне реальна...
Размер их тела достигает 0,1—1,5 мм. Туша состоит из четырёх сегментов и головы. Есть 8 ног с отменным маникюром на каждой. Так как тело животинки полупрозрачное, в микроскоп можно разглядеть весь внутренний мир этого существа. Есть выделительная, пищеварительная, нервная и половая системы. Тихоходок неспроста так назвали. Движутся звери с такой же скоростью, с какой мы после работы пытаемся взобраться на 2 этаж по лестнице, а именно 2-3 мм в минуту.
Слабость тихоходок
Тихоходки являются самыми маленькими водяными медведями и самыми стойкими микроорганизмами на Земле. Взрослая тихоходка не вырастает крупнее 1,5 мм и чаще всего бывает не больше десятой доли миллиметра длиной. Взрослая тихоходка не вырастает крупнее 1,5 мм и чаще всего бывает не больше десятой доли миллиметра длиной. Самое живучее существо тихоходка: фото, что это за животное, которое почти невозможно убить, сколько живут тихоходки и другие интересные факты о них. Тихоходки имеют репутацию самой выносливой и жизнестойкой формы жизни на земле.
ОНО выживет во льду, в огне и даже при радиации!
| Слабость тихоходок | Ученые описали новый вид тихоходок — Paradoryphoribius chronocaribbeus: это единственный из обнаруженных на сегодня ископаемых «водяных медведей», живших в кайнозое. |
| Тихоходка: фото, описание, где обитает, устойчивость | Как выглядит тихоходка, её фото и описание, чем питается, где живет, почему она неуязвима? |
| 5 фактов о тихоходках | Audio: Выпуск 1 — Тихоходки (Научный подкаст СПбГУ «Генрих Терагерц»). |
| Тихоходки | это... Что такое Тихоходки? | Тихоходки могут пережить примерно в 1000 раз более интенсивную радиацию, чем люди. |