Ίσως ξέρουμε τι κάνει τα tardigrades τόσο σκληρά

Τα Tardigrades είναι μερικά από τα πιο σκληρά ζώα στον πλανήτη. Αυτά τα μικροσκοπικά πλάσ

ματ

α που συνήθως ονομάζονται «υδάτινες αρκούδες» μπορούν να επιβιώσουν σε περιβάλλοντα με ακραίες θερμοκρασίες, χωρίς νερό ή οξυγόνο. Οι επιστήμονες μπορεί να έχουν εντοπίσει τον ακριβή μοριακό μηχανισμό που χρησιμοποιούν τα μικροσκοπικά ασπόνδυλα για να αντέξουν τέτοιες έντονες συνθήκες. Έχουν έναν μοριακό αισθητήρα που ανιχνεύει μη κατοικήσιμα στοιχεία του περιβάλλοντός τους και τους λέει πότε να αδρανούν και πότε να συνεχίσουν τις κανονικές τους δραστηριότητες. Τα ευρήματα περιγράφονται στο α

μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 17 Ιανουαρίου στο περιοδικό ανοιχτής πρόσβασης

PLOS ONE


.

[Related:


Tardigrades go where the slime takes them


.]

Τι είναι το όψιμο;

Υπάρχουν

περισσότερα από 1.100 είδη όψιμων

. Αυτά τα ελεύθερα ασπόνδυλα θεωρούνται στενοί συγγενείς των αρθρόποδων. Έχουν μέγεθος περίπου 0,04 ίντσες ή λιγότερο και ζουν σε μια ποικιλία οικοτόπων. Βρίσκονται σε ανθοφόρα φυτά, σε βρύα, άμμο, γλυκό νερό και στον ωκεανό.

Τα περισσότερα φυτοφάγα όργανα τρυπούν μεμονωμένα φυτικά

κύτταρα

με τα στυλεά τους και απομυζούν το περιεχόμενο του κυττάρου για τροφή. Μερικά είναι αρπακτικά σαρκοφάγα που

τρώτε άλλα μικρά ασπόνδυλα

.

Ο γερμανός ζωολόγος JAE Goeze είδε όψεις με μικροσκόπιο το 1773 και κατέγραψε ότι το σώμα του έμοιαζε με μια συρρικνωμένη και συρρικνωμένη εκδοχή μιας αρκούδας. Αυτός

το ονόμασε

kleiner Wasserbär


ή στα γερμανικά για “μικρή αρκουδίτσα”.

Πώς επιβιώνουν σε ακραία περιβάλλοντα;

Όταν έρχονται αντιμέτωποι με ξηρά, άγονα και κατά τα άλλα αφιλόξενα περιβάλλοντα, οι αργόσχολοι αδρανούν και εισέρχονται σε

tun κράτος

. Τα οκτώ πόδια τους συστέλλονται, το σώμα τους αφυδατώνεται και ο μεταβολισμός τους επιβραδύνεται τόσο πολύ που είναι σχεδόν μη ανιχνεύσιμος. Τυλίγονται σε μια μπάλα. Μπορούν να παραμείνουν σε αυτή την κατάσταση για χρόνια. Προηγουμένως, οι επιστήμονες δεν ήταν σίγουροι για το τι σήμαινε ότι οι αρκούδες του νερού πρέπει να εισέλθουν ή να φύγουν

κατάσταση που μοιάζει με θάνατο

όπου δεν χρειάζονται θρεπτικά συστατικά.

Σε αυτό

νέα μελέτη

, οι ερευνητές εξέθεσαν τα αργά σε θερμοκρασίες -112 βαθμούς Φαρενάιτ ή υψηλά επίπεδα υπεροξειδίου του υδρογόνου, αλατιού ή ζάχαρης για να προκαλέσουν λήθαργο σε ένα εργαστήριο. Τα κύτταρά τους παρήγαγαν βλαβερές ελεύθερες ρίζες οξυγόνου ως απάντηση σε αυτές τις επιβλαβείς συνθήκες. Οι ελεύθερες ρίζες θα αντιδράσουν με άλλα μόρια, αλλά θα οξειδώσουν επίσης ένα

αμινοξύ που ονομάζεται κυστεΐνη

. Είναι ένα από τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών στο σώμα και οι αντιδράσεις κάνουν τις

πρωτεΐνες

να αλλάζουν τη λειτουργία και τη δομή τους και δίνουν σήμα στην αρκούδα του νερού να πάει σε αδρανοποιημένη κατάσταση. Η κυστεΐνη τους επιτρέπει να αισθάνονται το περιβάλλον τους και να αντιδρούν σε στρεσογόνους παράγοντες.

Όταν οι συνθήκες βελτιωθούν και οι ελεύθερες ρίζες εξαφανιστούν, ο αισθητήρας δεν οξειδώνεται πλέον. Τα αργά στη συνέχεια ξαναβγαίνουν από τον λήθαργο. Η ομάδα εφάρμοσε επίσης χημικές ουσίες που μπλοκάρουν την κυστεΐνη στο περιβάλλον τους και διαπίστωσε ότι οι αρκούδες του νερού δεν μπορούσαν να ανιχνεύσουν τις ελεύθερες ρίζες και δεν έμειναν αδρανείς.

Σύμφωνα με την ομάδα, αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η κυστεΐνη είναι ένας βασικός αισθητήρας για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του λήθαργου ως απόκριση σε πολλαπλούς στρεσογόνους παράγοντες. Υποδηλώνει ότι η οξείδωση της κυστεΐνης είναι ένας ζωτικός μηχανισμός που χρησιμοποιούν οι αρκούδες του νερού για να τους βοηθήσουν να επιβιώσουν σε συνεχώς μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα.

[Related:


We’ve seen how tardigrades walk, and it’s mesmerizing


.]

«Η εργασία μας αποκαλύπτει ότι η όψιμη επιβίωση σε συνθήκες στρες εξαρτάται από την αναστρέψιμη οξείδωση κυστεΐνης, μέσω της οποίας τα ενεργά είδη οξυγόνου χρησιμεύουν ως αισθητήρας για να επιτρέψουν στα αργά να ανταποκριθούν στις εξωτερικές αλλαγές».

έγραψαν οι συγγραφείς σε μια δήλωση.

Μπορεί αυτό να βοηθήσει τους ανθρώπους;

Μελλοντικές μελέτες σε αυτόν τον μηχανισμό θα μπορούσαν να προσδιορίσουν εάν αυτό συμβαίνει σε όλα τα αργοπορημένα είδη. Δεδομένου ότι οι ελεύθερες ρίζες μπορεί να συνδέονται με

παθήσεις που σχετίζονται με την ηλικία

περισσότερες μελέτες για τα όψιμα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τη γήρανση.

«Το αν πρόκειται για έναν παγκοσμίως διατηρητέο ​​μηχανισμό προστασίας και κατά πόσο διατηρείται σε όψιμα είδη είναι πραγματικά σημαντικά ερωτήματα», η συν-συγγραφέας της μελέτης Leslie Hicks από το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας στο Chapel Hill.

είπε

Νέος Επιστήμονας


. Οι απαντήσεις μπορεί να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα τη διαδικασία γήρανσης και ακόμη και πώς να επιτύχουμε μακροπρόθεσμα διαστημικά ταξίδια, λέει.