Как тихоходки переживают вакуум, мороз и засуху

Тихоходка длиной в полмиллиметра может высохнуть почти досуха, пролежать так годами, а потом, попав в воду, ожить. В таком состоянии её замораживали в жидком гелии, сжимали давлением в 6000 атмосфер и отправляли на орбиту. Найти этих животных несложно: они живут во мху на ближайшей крыше или старом дереве.

«Маленький водяной медведь»

Первым тихоходку описал немец Иоганн Август Эфраим Гёце в 1773 году. Он назвал её kleiner Wasserbär — «маленький водяной медведь». Через три года итальянец Ладзаро Спалланцани придумал название, которое стало научным: тардиграды, «медленно шагающие». По-английски их зовут ещё и «моховыми поросятами».

Описано около полутора тысяч видов. Взрослые тихоходки обычно не длиннее половины миллиметра, самые крупные дорастают до 1,3 миллиметра. У них четыре пары коротких нечленистых ног с коготками или присосками на концах, а тело покрыто кутикулой, которую животное при росте сбрасывает — линяет.

Лёгких, жабр и сосудов у тихоходки нет: газы проходят прямо через кутикулу и полость тела. Зато есть головной ганглий — «мозг», две брюшные нервные цепочки, два глазка и чувствительные выросты на голове. Одного вида, Dactylobiotus dispar, даже удалось научить условному рефлексу.

Где живут и чем питаются

Тихоходки живут на суше, в пресной воде и в море: во мху и лишайниках, в почве, на дне океана глубже четырёх километров, в Антарктиде и в Гималаях на высоте до 6000 метров. Во мху их может быть больше двух миллионов на квадратный метр.

Питаются они, прокалывая клетки растений или мелких животных острыми стилетами и высасывая содержимое. Есть виды-хищники, а некоторые морские тихоходки живут на других беспозвоночных как паразиты или комменсалы. Их самих едят клещи, пауки и личинки жуков-мягкотелок.

Опыт на орбите

В 2007 году тихоходок отправили на российском спутнике «Фотон-М3» в рамках шведского эксперимента TARDIS. Животные и их яйца летели высушенными, в состоянии анабиоза, и десять дней провели снаружи аппарата.

Сам вакуум им почти не повредил: после возвращения тихоходки ожили и размножались. Хуже пришлось тем, кто попал под полный спектр солнечного ультрафиолета: выжили лишь единицы, все — вида Milnesium tardigradum, и их потомство оказалось малочисленнее обычного. Так тихоходки стали первыми животными, пережившими открытый космос, — но только в высушенном виде и в тени.

Рекорды выносливости

В анабиозе тихоходки переносят то, что для других животных смертельно. Несколько часов в жидком гелии при −271 °C. Нагрев выше ста градусов, если ненадолго. Давление 600 мегапаскалей — около 6000 атмосфер, примерно вшестеро больше, чем на дне Марианской впадины. Половина подопытных погибала только при дозе облучения около 5700 зивертов.

В 2016 году японские биологи из Национального института полярных исследований рассказали, как разморозили антарктический мох, собранный в ноябре 1983 года и хранившийся при −20 °C. Из него удалось оживить двух тихоходок вида Acutuncus antarcticus и одно яйцо. Одна из взрослых особей через две недели начала ползать и есть, а потом отложила 19 яиц, из которых вылупились 14 детёнышей. Вылупился и малыш из замороженного яйца — он вырос и тоже дал потомство.

Как работает анабиоз

Перед высыханием тихоходка втягивает ноги и сжимается в комочек, который называют «бочонком». Воды в теле остаётся около процента от нормы, обмен веществ падает до сотых долей процента.

Долго считали, что клетки при высыхании спасает сахар трегалоза, как у некоторых других организмов. Но тихоходки вырабатывают его слишком мало. Важнее оказались особые неупорядоченные белки, которых нет у других животных: при потере воды они, возможно, образуют внутри клеток стекловидную массу и не дают им разрушиться. А белок Dsup — от английского damage suppressor, «подавитель повреждений» — защищает ДНК от гидроксильных радикалов, которые образуются при облучении.

Сезонные формы

Некоторые тихоходки меняют облик в зависимости от сезона: у одного и того же вида бывают холодостойкая осенне-зимняя форма, весенняя, активная летняя и форма во время линьки.

Ближайшие родственники тихоходок — членистоногие и онихофоры. Древнейшие похожие на них существа найдены в кембрийских отложениях Сибири, им около 500 миллионов лет. Самая древняя тихоходка современного рода, Milnesium swolenskyi, застыла в меловом янтаре Нью-Джерси около 90 миллионов лет назад.

Тихоходки и будущее

Белки тихоходок исследуют как возможную защиту человеческих клеток: о биомедицинском потенциале этих белков уже пишут обзорные статьи. В 2019 году высушенные тихоходки летели на израильском лунном аппарате «Берешит», который 11 апреля разбился при посадке. Выжили ли они при ударе, достоверно неизвестно, а ожить без воды на Луне они в любом случае не могут.

В космосе тихоходки не единственные выносливые путешественники: на орбитальных станциях уживаются сотни видов бактерий и грибков. А другой обитатель списков «неубиваемых животных», медуза Turritopsis dohrnii, спасается от гибели иначе — превращается из взрослой особи обратно в полип.

В 2017 году физики из Оксфорда и Гарвардского центра астрофизики посчитали, что могло бы стерилизовать Землю целиком. Для этого пришлось бы вскипятить океаны, а ни столкновение с астероидом, ни сверхновая, ни гамма-всплеск на это, скорее всего, не способны. Людям хватило бы и меньшего, а тихоходки, по расчётам авторов, такие катастрофы, вероятно, переживут.