Они похожи на микромедведей и выживут даже в космосе: биолог Денис Туманов рассказал о тихоходках

Тихоходки — микроскопические животные. Они имеют полупрозрачное тело, но их оболочка может быть окрашена в яркие цвета, причём в полоску или в клеточку. Они очень живучи: тихоходками стреляли из пушки, и они не погибли. На форуме «Учёные против мифов» биолог Денис Туманов рассказал , в чём секрет этих «наномедведей». Организаторы форума АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ выложили запись его лекции на YouTube‑канале форума.

Денис Туманов

Кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры зоологии беспозвоночных СПБГУ, старший научный сотрудник лаборатории морских исследований зоологического института РАН.

Кто такие тихоходки

Это микроскопические животные. Обычная длина тихоходки — около 0,5 миллиметра, то есть 500–600 микрон. Но встречаются и совсем крошки размером 50 микрон, и гиганты длиной до 1,2 миллиметра. Считается, что тихоходки сформировались в кембрийский или докембрийский период и практически не изменились с тех пор.

Их тело всегда состоит из четырёх основных сегментов плюс головной отдел. Каждый сегмент туловища имеет две лапки. Небольшие, словно выросты‑бугорки, они заканчиваются когтями. Однако у некоторых морских тихоходок вместо коготков на кончиках лапок по четыре пальца. Это удивительно, потому что пальцы, как считали учёные, есть только у позвоночных животных. И, как выясняется, у части тихоходок.

Внутри животные устроены очень просто. Через все сегменты проходит пищеварительная трубка без каких‑либо ответвлений. Над ней расположена мешковидная половая железа.

Нервная система тихоходки — это надглоточный ганглий в головном отделе плюс нервные узлы — по одному в каждом сегменте. Последние соединяют продольные связки. Ганглий иногда называют мозгом. Мускулы тихоходки — отдельные мышечные клетки. Они сокращаются, и животное двигается.

В сегментах туловища можно рассмотреть отдельные жировые клетки. Они хорошо видны в микроскоп, потому что тело у существа полупрозрачное, а клетки плотные.

Вообще тихоходка — зверюшка полостная, она как воздушный шарик. У неё внутри довольно обширное пространство, заполненное жидкостью. И в жидкости свободно плавают эти клетки. Они запасают питательные вещества: если тихоходка хорошо питалась, у неё много этих клеток, плохо питалась — их мало.

Денис Туманов

И всё. У тихоходок нет ни дыхательной, ни выделительной системы. Насыщение кислородом происходит путём диффузии, продукты обмена выводятся напрямую через поверхность тела.

Что необычного в тихоходках

На первый взгляд, такой простой организм мало чем может удивить учёных. Но тихоходкам это удалось.

Они живут везде, где есть вода

Тихоходок можно встретить во всех водоёмах и на суше, где достаточно влаги. Они обитают в пресноводных озёрах, реках и ручьях — глубоких и совсем мелких. И даже там, куда долетают лишь брызги.

Есть множество видов морских тихоходок — они отличаются по внешнему виду от пресноводных и отлично чувствуют себя в солёной воде. Таких животных находили на глубине до нескольких километров, и они прекрасно себя чувствовали под мощным слоем воды. Сложно отыскать водоёмы, где эти существа обитать не могут.

Единственное, чего я никогда не встречал, так это тихоходок в горячих источниках.

Денис Туманов

Но больше всего этих животных можно найти во мхах, лишайниках, опавших листьях. Если вы гуляете по лесу, и под ногами у вас мох — с вероятностью в 90% там есть тихоходки. Даже если давно не было дождей и мох высох.

А вот дома или в университетской аудитории мы вряд ли сможем отыскать хотя бы одну тихоходку. Во всяком случае, вероятность такой находки очень невысока.

Тихоходки рядом с человеком жить не могут, если человек не сидит в болоте. Им нужна вода.

Денис туманов

Они могут останавливать на время все жизненные процессы

При неблагоприятных условиях — например, когда вокруг недостаточно влаги, тихоходка может приостановить обменные процессы. Животное переходит в состояние криптобиоза. То есть обратимой остановки жизнедеятельности.

Можно назвать такое животное в этот момент живым или нельзя — вопрос дискуссионный. Но главное, что оно из этого состояния может выйти и продолжить активную жизнь.

Денис Туманов

Тихоходки — животные с самым широким спектром состояний криптобиоза. Они могут замёрзнуть и пережить сильные холода, а потом оттаять и отлично себя чувствовать. Раздуться, как шарик, и благополучно перенести недостаток кислорода. Образовать прочный саркофаг‑кутикулу, состоящий из двух слоёв, и переждать в нём другие опасности.

Но самый известный вид криптобиоза тихоходок — ангидробиоз. Когда вокруг становится меньше влаги, тихоходка готовится к периоду засухи. Она постепенно, шаг за шагом, высыхает. Это сложный процесс: в определённом порядке располагаются внутренние органы, особым образом укладывается кутикула. А потом высохшее животное может спокойно ждать, когда снова пойдут дожди или наполнится пересохший водоём.

Внешне они похожи на маленьких медведей

Да, тихоходок действительно иногда называют наномедведями.

Вообще‑то эти животные могут выглядеть совершенно по‑разному. Например, у одних видов между лапками появляются перепонки. У других вырастают целые гроздья поплавков, и учёные пока не понимают, зачем тихоходкам эта красота. Есть морские виды, которые похожи на цветы. При этом основное строение тела животного неизменно: четыре сегмента туловища, один головной отдел и лапки.

Но большинство тихоходок, которые живут на суше, действительно напоминают лесных мишек. Впервые это микроживотное в 1773 году описал и зарисовал немецкий исследователь Гёце. Он назвал его маленьким водяным медведем. Современные фотографии, сделанные с помощью электронного микроскопа, тоже вызывают похожие ассоциации.

Длинное тело, массивные короткие лапы с когтями, голова без шеи с вытянутой мордой. Ну, медведь медведем.

Денис Туманов

Правда ли, что тихоходки живут до 100 лет и не погибают даже в открытом космосе

Вокруг этих животных появилось множество мифов. Например, говорят, что тихоходка может запросто прожить целый век, а то и больше. Или поселиться на Луне и не страдать от радиации и перепадов температуры. Попробуем отделить выдумку от правды.

Они не бессмертны

Итальянская исследовательница, натуралист и ботаник, в 1948 году изучала высохшие мхи. Из 120‑летнего образца, который она достала из гербария, посыпались высохшие тихоходки. Они были мёртвыми — в этом нет ничего удивительного. Но, как показалось биологу, одна из тихоходок будто бы пошевелила лапкой.

Учёная прямо написала в своей работе, что других свидетельств того, что тихоходка жива, не было. Однако из её публикации всё равно сделали сенсацию. Журналисты и якобы «популяризаторы науки» стали утверждать, что тихоходки могут ожить спустя 100 с лишним лет после перехода в ангидробиоз. Но это не так.

В активном состоянии тихоходка в среднем живёт до полутора‑двух месяцев. Это в идеальных условиях — например, в чашке Петри, где всё время тепло и есть вода. Самый древний старец из тихоходок прожил в лаборатории 517 дней.

Если животное войдёт в состояние ангидробиоза, то максимальный срок, после которого его можно вернуть к жизни, — 15 лет. Ни одна тихоходка после более продолжительного пребывания в высохшем виде не вернулась к активному состоянию. Значит, миф о почти бессмертных наномедведях не подтвердился.

Зато они действительно могут выжить в космическом пространстве

Чтобы выяснить, насколько живучи эти животные, учёные провели эксперимент под названием TARDIS. Аббревиатура расшифровывается как tardigrades in space — тихоходки в космосе. На борту российского научного спутника «Фотон» на орбиту отправилась специальная капсула, спроектированная международной исследовательской группой. Капсула была разделена на множество ячеек, в которые учёные поместили тихоходок нескольких видов. Естественно, животные были в состоянии ангидробиоза.

Каждая ячейка капсулы имела три уровня защиты:

1. Самый прозрачный слой — тихоходки открыты для ультрафиолета и находятся в вакууме. Регулируется лишь температура: во всех ячейках она не превышала +10 градусов.
2. Усиленная защита — добавляется светофильтр, который сильно уменьшает воздействие ультрафиолета.
3. Полная защита от ультрафиолета и те же +10 градусов.

Спутник был выведен на земную орбиту высотой 250 километров. Капсула с тихоходками фактически находилась в открытом космосе. После возвращения учёные попробовали поместить этих существ во влажную и комфортную среду. И к жизни вернулись лишь представители одного вида. Причём только те особи, которые находились в ячейках с самым высоким уровнем защиты. То есть в вакууме, но без воздействия ультрафиолета.

Значит, тихоходки действительно могут демонстрировать уникальные способности к выживанию. Но бессмертными и абсолютно неуязвимыми их назвать нельзя.

Однозначно мы можем сказать, что тихоходки жить в космосе, активно ползать и шевелиться не могут. Но выживать в условиях открытого космоса они действительно способны.

Денис Туманов