Тихоходки: существа, которым не страшен космос

Представьте существо размером меньше миллиметра, которое спокойно переживает открытый космос, многолетнюю засуху, радиацию в сотни раз выше смертельной дозы и температуры, при которых не выживает ничто живое. Это не фантастика — это тихоходка, и она живёт прямо сейчас где-то у вас под ногами.

Кто такая тихоходка и где она обитает

Тихоходки — микроскопические водные беспозвоночные длиной от 0,1 до 1,5 миллиметра. У них восемь коротких лап с коготками, которыми они цепляются за мох, лишайник или морское дно. Именно из-за этой неуклюжей, медвежьей походки их прозвали «водяными медведями», а за пристрастие ко мху — «моховыми поросятами».

Дышат тихоходки через кожу — никаких лёгких или жабр у них нет. Кровеносной системы тоже нет: питательные вещества разносит жидкость, заполняющая полость тела. При этом анатомия этих существ удивительно сложна для их размера: у них есть мозг, нервная система, мышцы, пищеварительный тракт и даже примитивные глаза.

Тело тихоходки покрыто хитиновым панцирем, который они периодически сбрасывают — линяют, как насекомые. Окраска зависит от места обитания: у видов, живущих во мхах, она зеленоватая или оливковая, у других встречаются оранжевые и красноватые оттенки. В одном литре воды может обитать до 25 000 особей.

Чем питаются водяные медведи

Большинство тихоходок питается водорослями, бактериями и клетками мха, прокалывая их острыми ротовыми стилетами и высасывая содержимое. Три морских вида паразитируют на морских огурцах, моллюсках и других беспозвоночных. Есть среди них и настоящие хищники — они поедают круглых червей, простейших и даже своих сородичей.

Тихоходки в открытом космосе

В сентябре 2007 года Европейское космическое агентство отправило несколько сотен тихоходок на борту спутника в рамках эксперимента «ФОТОН-М3». На высоте около 260 километров они провели десять дней в открытом космосе — без атмосферы, при жёстком ультрафиолетовом и космическом излучении. Одни особи находились только в условиях вакуума, другие дополнительно подвергались радиации, в сотни раз превышающей уровень, смертельный для человека.

По возвращении на Землю большинство тихоходок ожили, а часть из них — те, что подвергались только вакууму, без прямого солнечного излучения, — успешно отложили яйца. Потомство оказалось жизнеспособным. Таким образом тихоходки стали первыми многоклеточными животными, пережившими открытый космос в активном состоянии.

На что ещё способны тихоходки

Список условий, которые переживают тихоходки, звучит неправдоподобно. Они выдерживают нагрев до 151 градуса и охлаждение до −273 градусов — это почти абсолютный нуль, при котором прекращается движение атомов. Они живут без воды десятилетиями, не погибают в спиртовом растворе, жидком азоте и жидком гелии. Давление, в шесть раз превышающее давление на дне Марианской впадины, для них тоже не смертельно.

Секрет живучести: криптобиоз

Главное оружие тихоходки — способность впадать в криптобиоз. В неблагоприятных условиях она втягивает лапки, сжимается в крошечный шарик — так называемый «бочонок» — и почти полностью останавливает обмен веществ. Метаболизм падает до 0,01% от нормы. В таком состоянии тихоходка не стареет, не нуждается в пище и воде и может оставаться живой многие годы.

Механизм защиты клеток изучен не до конца, однако учёные установили несколько ключевых факторов. При обезвоживании тихоходки вырабатывают особые белки — внутренне неупорядоченные белки (ВНБ), — которые буквально «застекловывают» клетки изнутри, защищая их от разрушения. Кроме того, особые белки-шапероны восстанавливают повреждения ДНК после радиационного облучения значительно эффективнее, чем у любых других известных животных.

Активная жизнь и сезонные изменения

Когда условия благоприятные — достаточно влаги и умеренная температура, — тихоходка ведёт вполне обычную жизнь: питается, размножается, линяет. С наступлением холодов или засухи она постепенно переходит в криптобиоз, а с возвращением тепла и влаги — «просыпается» за несколько часов.

Именно эта гибкость делает тихоходок настоящими чемпионами выживания. Они населяют все континенты, включая Антарктиду, встречаются на вершинах Гималаев и в горячих источниках, в океанских осадках на глубине нескольких километров и в городских водостоках.

Тихоходки и будущее науки

Сегодня тихоходки — один из главных объектов исследований в области астробиологии и радиационной биологии. Учёные изучают их защитные белки в надежде создать препараты, способные сохранять человеческие клетки и ткани при экстремальных воздействиях. Есть разработки в направлении длительного хранения вакцин без холодильника и защиты клеток при лучевой терапии рака.

В 2019 году израильский лунный зонд «Берешит» потерпел крушение на поверхности Луны. На его борту находились тысячи обезвоженных тихоходок в состоянии криптобиоза. По мнению ряда учёных, при удачном стечении обстоятельств они могут до сих пор оставаться потенциально жизнеспособными — в ожидании условий, которые никогда не наступят.

Интересный факт

Тихоходки существуют на Земле уже около 530 миллионов лет. Они пережили все пять массовых вымираний, включая то, что уничтожило динозавров. По расчётам астрофизиков из Оксфорда и Гарварда, опубликованным в 2017 году, тихоходки способны пережить даже глобальные катастрофы планетарного масштаба — столкновение с крупным астероидом или вспышку сверхновой в соседней звёздной системе. По всей видимости, они покинут Землю последними.