13. 12. 2024 – 16.00

Najbolj kul mikroskopska žival

Audio file
Vir: osebni arhiv

Počasniki, znani tudi kot vodni medvedki ali tardigradi, so osmonoge živali, velike približno pol milimetra, ki veljajo za najbolj trdoživa bitja v kraljestvu živali. Ime vodni medvedki so si pridobili zaradi svoje značilne zibajoče se hoje, ki spominja na hojo medveda. Poleg tega pod mikroskopom izgledajo okorni in počasni, zaradi česar jim rečemo tudi počasniki.

 

Vodni medvedki so kratka in čokata bitja. Tako kot žuželke jih prekriva trdna povrhnjica, iz katere se morajo ob rasti leviti. Imajo štiri pare nog, na vsaki nogi pa do šest krempljev, ki jih uporabljajo za oprijem. Tako kot pravi medvedi imajo vodni medvedki usta na sprednjem delu glave. Namesto zob pa so v njihovem cevastem ustju specializirane strukture, imenovane stileti, s katerimi prebodejo celične stene alg, malih nevretenčarjev in raznih enoceličnih organizmov, s katerimi se vodni medvedki hranijo. Med različnimi vrstami njihova življenjska doba sega od nekaj mesecev do dveh let, vendar se lahko drastično podaljša, če se zaradi slabih pogojev zaščitijo in spremenijo v svojo izsušeno obliko.

 

Zgodovina raziskovanja tardigradov sega v 18. stoletje, ko je nemški zoolog Johann August Ephraim Goeze med mikroskopiranjem prvi opazil te mikroskopske organizme in jih zaradi njihove okrogle oblike in debelih okončin poimenoval mali vodni medvedki. Z napredki v mikroskopiji in mikrobiologiji je njihovo gojenje in proučevanje postalo enostavnejše, zato so v 20. stoletju tardigradi postali predmet poglobljenih raziskav. Z njimi so izvedli vrsto eksperimentov, vključno z izpostavljanjem vakuumu vesolja in velikim količinam radioaktivnega sevanja, kar je še povečalo zanimanje raziskovalcev in raziskovalk. Tardigradi so dandanes ključen modelni organizem za proučevanje ekstremofilnih lastnosti in prilagodljivosti življenja.

 

Zaradi njihove trdoživosti jih lahko najdemo po vsem svetu, zato tardigrade uvrščamo med kozmopolitske vrste. Izraz kozmopolit v biogeografiji označuje taksonomsko skupino, katere pripadniki so razširjeni po celem svetu. Ti organizmi so sposobni preživeti v zelo raznolikih okoljih. V praksi se izraz kozmopolit uporablja v ožjem pomenu, saj organizem težko živi v popolnoma vseh življenjskih pogojih.

 

Za vodne medvedke bi tako lahko trdili, da spadajo med ene najboljših primerov kozmopolitov v živalskem kraljestvu, saj jih najdemo v ekstremnih okoljih, ki segajo od termalnih vrelcev do vrhov Himalaje. Prav tako jih lahko najdemo v luži na našem vrtu ali pa v koščku mahu, ki raste med tlakovci pred našo hišo.

 

Čeprav so izjemno prilagodljivi in lahko preživijo v ekstremnih razmerah ter jih najdemo tako rekoč povsod, imajo tardigradi določena okolja, kjer se počutijo najbolj doma. Počasniki so vodni organizmi in za aktivno življenje potrebujejo vlažna okolja, saj njihovo telo ni zmožno zadrževanja vode za daljša časovna obdobja. Mah je zanje eno najbolj priljubljenih bivališč, saj zaradi svoje gobaste strukture zadržuje vodo. To ustvarja idealne pogoje za vodne medvedke. Podobno velja za lišaje, ki rastejo v vlažnih gozdnih tleh ali na drevesnih deblih. Tardigradi se dobro počutijo tudi v vlažni zemlji, bogati s humusom in odpadlimi listi, ki dobro ohranjajo vlago in vsebujejo številne za vodne medvedke hranilne mikroorganizme. Poleg tega so jezera, ribniki, reke in potočki odlična okolja za tardigrade, saj tudi ti vsebujejo veliko alg in mikrobov, s katerimi se hranijo.

 

Vendar pa, kot že omenjeno, počasniki niso znani po svojih običajnih prebivališčih, temveč po zmožnosti preživetja v ekstremnih okoljih. Znanstvenice in znanstveniki so počasnike našli v termalnih vrelcih, v himalajskem ledu in štiri tisoč metrov pod morsko gladino. Znani so tudi po tem, da lahko preživijo v vakuumu vesolja ter vzdržijo ogromne količine radioaktivnega sevanja. Preživijo lahko tudi v okoljih brez kisika in pri temperaturah blizu absolutne ničle. Iz fosilov je razvidno, da so vodni medvedki doslej preživeli že vseh pet množičnih izumrtij in bodo najverjetneje preživeli tudi šesto, ki ga trenutno povzročamo ljudje.

 

V povezavi z množičnimi izumrtji pozornost namenimo še mikroplastiki, ki jo na njeni končni destinaciji – v oceanih – tako mikroskopska kot makroskopska bitja slej ko prej pojedo. Tudi kar zadevo mikroplastiko, se počasniki razlikujejo od običajnih organizmov. V študiji, izvedeni na brazilski univerzi v Recifeju [resífiju], je znanstvena ekipa raziskovala kratkoročne vplive mikroplastike na različne organizme, ki tako kot počasniki živijo na morskem dnu. V eksperimentih je bilo poleg vodnih medvedkov prisotnih več kot 5000 vrst organizmov, kot so nematode, ploski črvi, kozice in razni raki. Vse živali so bile postavljene v akvarije, v katerih so simulirali naravne pogoje, akvarijem pa so dodali po sto gramov mikroplastike različnih velikosti. Dodana mikroplastika je bila narejena iz polistirena s fluorescentnimi lastnostmi za lažje opazovanje delcev.

 

Med vsemi živali, ki so v poskusu med hranjenjem brezskrbno uživale mikroplastiko, so izstopali le počasniki, ki so se med hranjenjem deloma izognili delcem mikroplastike. Vendar pa se vodni medvedki mikroplastiki niso uspeli popolnoma izogniti, saj jih je bila več kot polovica okrašena s flourescentnimi polistirenskimi delci po površini njihovih okončin. Znanstvena skupina verjame, da so se počasniki uživanju plastike lahko izognili zaradi zgradbe ustja, s katerim hrano srkajo, namesto da bi hrano goltali v celoti. Čeprav so v tokratni študiji počasniki osvojili še eno zmago, pa rezultati opozarjajo na še en resen problem mikroplastike – niti mikroskopski organizmi se ji ne morejo izogniti.

 

Čeprav pri tardigradih opazimo mnoge lastnosti ekstremofilov, ti niso pravi ekstremofili, saj ekstremne pogoje znajo le preživeti, ne morejo pa uspevati v njih. Ko vodni medvedki naletijo na neugodne pogoje, kar po navadi pomeni, da se okolica izsuši, se izsušijo tudi sami ter preidejo v stanje mirovanja, ki mu pravimo cista. V stanju ciste se stisnejo v manjšo zrnasto obliko in okoli sebe tvorijo steklu podobno ovojnico. V tej obliki lahko preživijo razne ekstreme. Ta steklu podobna snov ima gladkejšo molekularno sestavo kot na primer kristali. Če bi počasniki za obrambo notranjost svojih celic zapolnili s snovjo, ki bi kristalizirala, bi jih ostri robovi kristalov poškodovali.

 

Kljub temu pa imajo vodni medvedki nekatere šibkosti in v nekaterih pogojih ne morejo preživeti. Njihova največja šibkost je daljša izpostavljenost visokim temperaturam. Tudi v obliki ciste ne preživijo temperatur, višjih od 150 stopinj Celzija, kar pa še vedno pomeni, da bi jih lahko krajši čas kuhali brez posledic. V študiji v reviji Nature je znanstvena skupina dokazala, da po enem dnevu na 37 stopinjah Celzija odmre že 50 odstotkov populacije počasnikov, če pred tem niso bili vajeni višjih temperatur.

 

Vodni medvedki se torej spremenijo v cisto in s tem prespijo neugodne pogoje. Kaj pa se z njimi v obliki ciste dogaja? Ko počasniki tvorijo cisto, se vsebnost vode v njihovem telesu zmanjša z običajnih 80 odstotkov na približno en odstotek. S tem preidejo v ametabolično stanje, torej v njihovem telesu ne poteka skoraj nobena biokemijska reakcija. Povprečen vodni medvedek lahko v tem stanju preživi desetletje, vendar obstajajo primeri vodnih medvedkov, ki so preživeli že več kot sto let. Ti so bili v starih herbarijskih vzorcih najdeni v obliki ciste, kasneje pa so se tudi revitalizirali in bili ponovno aktivni. 

 

Ko tardigradi med tvorjenjem ciste iz sebe črpajo odvečno vodo, pa sproti začnejo proizvajati posebno vrsto proteinov, ki jih doslej nismo našli še pri nobeni drugi živalski vrsti. Zato te proteine imenujemo kar proteini, specifični za tardigrade. Med spreminjanjem v cisto koncentracija teh proteinov vedno hitreje narašča, zaradi njih pa vsa preostala tekočina v celicah vodnih medvedkov postane zelo viskozna. Počasniki tako zaradi manjše koncentracije vode postanejo zelo viskozni, kar močno upočasni vse preostale notranje procese, kar dodatno potrjuje njihovo ime – počasniki. 

 

Tako tardigradi niso zares imuni na, denimo: visoko dozo sevanja, vendar le upočasnijo škodljive vplive do tolikšne mere, da dobimo vtis imunosti. Ko sčasoma tardigradi v obliki ciste spet pridejo v optimalno mokro okolje, se napojijo z vodo, njihova steklu podobna notranjost pa se tako rečeno stali in s tem sprosti vse občutljive molekule, ki jih je pričvrstila. Počasniki nato nadaljujejo s svojo pašo v optimalnih pogojih, kot da se ne bi nič zgodilo.

 

Tardigradi so zaradi teh lastnosti modelni organizmi in na njih že desetletja potekajo študije. Trenutno se raziskave počasnikov osredotočajo na njihove posebne proteine. S temi bomo morda v prihodnosti našli nove načine shranjevanja celic ali pa celo hrane in podobnih organskih snovi, ki bi bile tako obstojne kot počasniki v obliki ciste. Potencialno bi njihove mehanizme lahko uporabili pri zaščiti organskih materialov pred radioaktivnim sevanjem in poškodbami ter pri študijah preživetja v vesolju. 

 

Počasnik je bil Vid.

Aktualno-politične oznake

Prazen radio ne stoji pokonci! Podpri RŠ in omogoči produkcijo alternativnih, kritičnih in neodvisnih vsebin.

Dodaj komentar

Komentiraj

Z objavo komentarja potrjujete, da se strinjate s pravili komentiranja.