Либо же произошла делеция генов, и тихоходка выжила, так как в условиях жизни тихоходки они оказались не нужны. И вот когда ученые заблокировали цистеин, то тихоходки не смогли перейти в это спасительно для их жизни состояние. Тем не менее, средняя продолжительность жизни тихоходок (постоянно гидратированных) редко превышает несколько месяцев.
Последние, кто выживет на Земле? Удивительная история тихоходок.
До сих пор учёные не определись с систематическим положением тихоходок в мире животных. Большинство считают, что их следует отнести к настоящим членистоногим, другие специалисты относят их либо к нематодам, либо к кольчатым червям. Тихоходки очень малы: длина их тела, в зависимости от видов, варьирует от 0,1 до 1,5 мм. Тело состоит из четырёх сегментов и головы, имеет четыре пары коротких и толстых ног. Дыхательной системы, как таковой, нет, дышат они через кожу. Кровеносная система также отсутствует, роль крови выполняет жидкость, находящаяся в полости тела.
Ротовые органы состоят из пары стилетов, с помощью которых эти животные прокалывают оболочки клеток водорослей и мха, являющихся основным рационом их питания. Некоторые виды питаются более мелкими тихоходками, а также нематодами и коловратками. Тихоходки раздельнополы, но самцов очень мало, и природа предусмотрела возможность размножения без оплодотворения. Из яиц выходят особи, отличающиеся от взрослых только размерами. Живут эти удивительные животные по всему земному шару: от высокогорных до 6 000 метров районов до морских глубин ниже 4 000 метров , не страшны им ни горячие источники, ни вечная мерзлота, ни радиоактивные зоны.
Хотя ко 2-му утверждению надо сделать поправку: срок активной жизни, проведенной за размножением и сбором добычи. Если же беспозвоночное впадает в анабиоз, то способно просуществовать десятки лет и вернуться в обычное состояние, когда внешние условия нормализуются. В 2019 году исследователи продемонстрировали, что высушенные тихоходки не стареют.
При высыхании тихоходки уменьшаются в размере и становятся полностью неподвижными. В таком состоянии их довольно тяжело различить, но добавьте воду и их снова можно будет увидеть.
Они не станут возражать, если время от времени вы будете смотреть на них под микроскопом. Возможно, вам повезет увидеть, как они сбрасывают свою жесткую внешнюю кожу, откладывают яйца или вылупляются. Так как тихоходки просвечиваются насквозь, существует возможность увидеть цвет пищи, которую они недавно съели.
Устройство ротового аппарата тихоходок Видео 4. Тихоходка-«веган» instagram. Большинство видов тихоходок испражняются в окружающую среду видео 5 , однако существуют виды, которым привычней справлять нужду в период линьки в старую кутикулу. Линька у некоторых видов тихоходок связана не только со сменой кутикулы, но и с вынашиванием яиц. Видео 5. Тихоходка какает Спаривание тихоходок довольно изощренное. В 2016 году немецкие специалисты проанализировали половое поведение раздельнополой тихоходки Isohypsibius dastychi [3].
Самец этой тихоходки находит самку, когда она готова сменить кутикулу. Он медленно сворачивается вокруг ее головы, после чего самка начинает сокращать глоточные мышцы, покалывая самца в живот своими стилетами рис. Рисунок 5. Спаривание Isohypsibius dastychi. Самка с овальными яйцами, самец свернут калачиком вокруг ее головы. Выходя из кутикулы, самка оставляет небольшое отверстие, куда самец впрыскивает сперматозоиды. Самка в этот момент еще не полностью покинула кутикулу. Сперматозоиды достигают яиц, происходит оплодотворение. Только после того, как яйца будут оплодотворены, самка полностью покидает кутикулу видео 6. Видео 6.
Самка покидает кутикулу instagram. Такие яйца откладывают не в кутикулу, а в воду. А есть тихоходки, которые избавились от самцов вообще и размножаются исключительно партеногенезом. Рисунок 6. Морфологическое разнообразие яиц тихоходок [2] , [5] Как тихоходка родственников искала Клетки тихоходок, так же как и сами тихоходки, очень маленькие, у взрослых в диаметре не превышают 3—5 мкм, а кариотип представлен крошечными хромосомами от 5 до 7 штук, не превышающими 1 мкм в длину рис. Поэтому секвенировать тихоходок очень сложно. На сегодняшний день обнародовано лишь три генома тихоходок: Hypsibius dujardini [8] , Ramazzottius varieornatus [9] и Milnesium tardigradum [10]. Рисунок 7. Клетки и хромосомы тихоходки Hypsibius exemplaris. Масштабные полосы — 1 мкм на всех изображениях.
Частью работы стала попытка расположить тихоходок на филогенетическом древе. Хоть они и известны науке более двух столетий [13] , точное филогенетическое положение тихоходок остается загадкой [14]. В XX веке их относили и к группе нематод — ашельминтов [15] , и к членистоногим [16] рис. Ученые долго гадали, с кем в более тесном родстве состоят тихоходки, и в конце ХХ века был создан надтип под названием Panarthropoda , в который вошли «все членистоногие» и животные, которые их напоминают. Туда и определили тихоходок, но их точное положение в этой группе по-прежнему остается неизвестным [14]. Исследования 2017 года показывают, что по Hox-генам тихоходки более родственны нематодам, чем членистоногим рис. Рисунок 8. Филогения тихоходок рисунок автора статьи Тихоходка и ее Hox-гены Тихоходки имеют бочковидное тело, в котором сложно выделить сегменты, составляющие грудь и брюшко. В отличие от них, у членистоногих эти сегменты, как правило, отличимы друг от друга рядом признаков. Сегментация тела зависит от древних, консервативных генов семейства Нох.
Впервые они были найдены у плодовых мушек Drosophila melanogaster в лаборатории Томаса Ханта Моргана. У этого вида есть десять Hox-генов, сгруппированных в домены. Они расположены по длине хромосомы в том же порядке, в котором их эффекты проявляются вдоль тела. Подробнее об этом можно посмотреть в статье «Биомолекулы» [32]. Проведя анализ идентифицированных генов «усики в ноги», было показано, что гены кодируют белок, содержащий консервативный ДНК-связывающий домен. О том, как проходит синтез этого и других белков с гомеодоменами, «Биомолекула» тоже писала [33]. В каждом сегменте тела экспрессируются свои Нох-гены. Проведя анализ Caenorhabditis elegans было обнаружено всего шесть генов рис. Рисунок 9. Hox-гены нематод и панартропод.
Гены, принадлежащие к одной группе ортологов, окрашены одинаково. Прямоугольники с пунктирными линиями указывают на фрагменты Hox-гена, для которых недостаточно последовательности, чтобы однозначно отнести их к группе ортологов. Крестики указывают на отсутствие гена. Прямоугольники обозначают дупликацию определенного Hox-гена. Возможно, это отражение приоритетов важности определенных частей тела. У нематоды важнее хвост и голова, чем туловище. Нематоды — это хорошо, но как обстоят дела с Hox-генами у тихоходок?
Тихоходки (Tardigrada)
| Замороженные тихоходки не постарели | На самом деле, когда такой эксперимент был проведён, лишь одна из многих тихоходок начала проявлять признаки жизни, но так и не проснулась. |
| Раскрыта тайна выживания тихоходок без воды | Тихоходка — микроскопическое, живущее в воде беспозвоночное с восемью ногами, немного похожими на лапы медведя, которыми они обычно цепляются за мох или лишайник. |
| В недрах Земли обнаружили существо возрастом 16 млн лет. Оно повлияет на будущее человечества | На самом деле, когда такой эксперимент был проведён, лишь одна из многих тихоходок начала проявлять признаки жизни, но так и не проснулась. |
| Замороженные тихоходки не постарели | Тихоходки могут размножаться половым путем или путем бесполого размножения (посредством партеногенеза или путем самооплодотворения). |
| Новые обитатели Луны: 20 фактов о неубиваемых тихоходках | Тихоходки — это микроскопические беспозвоночные, родственные членистоногим, их размеры от 0,1 до 1,5 миллиметров. |
5 фактов о тихоходках — самых выносливых созданиях в мире
| Самые долгоживущие организмы - Научно-популярный журнал: «Как и Почему» | Во всех случаях, когда жизнь на Земле была под угрозой, тихоходкам ничего не угрожало. |
| Животное, которому не страшен апокалипсис | от 4 месяцев до 2 лет. |
| Тихоходка – суперсолдат, созданный природой | Наука: просто о сложном. Научпоп | Дзен | Тихоходки являются самыми маленькими водяными медведями и самыми стойкими микроорганизмами на Земле. |
| Тихоходка – суперсолдат, созданный природой | Тихоходки привлекли внимание уже первых исследователей своей поразительной выносливостью, скорее даже бессмертием. |
Тихоходка-терминатор: самое живучее существо на планете. В Чем ее секрет?
Устойчивых ко всему на свете терминаторов из них, увы, не вышло.
Оно было дано при открытии животных из-за их медленного передвижения. Тихоходки практически прозрачны и в среднем достигают полмиллиметра в длину. Тело тихоходки состоит из пяти частей: четко выраженной головы со ртом и четырех сегментов, каждый их которых имеет по паре ног с коготками. Тело животных покрыто тонкой и гибкой, устойчивой к воздействию кутикулой, которую они сбрасывают по мере роста линька.
Анатомическое строение этих малых животных напоминает строение более крупных. В частности, у тихоходок имеется мозг на дорсальной стороне, маленькие глаза и нервные узлы на вентральной стороне как у мух. Их пищеварительная система включает рот с острыми стилетами и сосательным расширением глотки для высасывания содержимого клеток других микроскопических животных или растений, кишечник и анус. К счастью, тихоходки не патогенны для человека. Они имеют продольные мышцы и органы выделения.
Одна гонада в виде мешка, расположенная дорсально, отличает самцов, самок и самооплодотворяемых гермафродитов. Некоторые виды состоят только из самок, размножающихся путем партеногенеза, то есть без участия самцов. Благодаря своим малым размерам, для газообмена тихоходкам не требуются дыхательная и кровеносная системы. Жидкость, присутствующая в полости тела, выполняет функции дыхательной и кровеносной систем. Систематически тихоходки весьма близки к членистоногим, в частности, к ракообразным и насекомым, которые также теряют свою кутикулу в процессе роста и насчитывают наибольшее число видов на Земле.
Будучи весьма близкими к членистоногим, тихоходки не являются ими. Различные виды тихоходок были обнаружены повсеместно на планете: от полярных областей до экватора, от прибрежных зон1 до глубин океана и даже на вершинах гор. На сегодняшний день описано примерно 1 100 видов тихоходок, которые живут в морях, озерах и реках или в наземной среде обитания. Их количество быстро увеличивается с каждым годом в связи с новыми открытиями и пересмотром существующих видов. Хотя всем тихоходкам для жизнедеятельности необходима вода, многие виды могут выжить даже при временном отсутствии воды.
Таким образом, наибольшее число тихоходок было обнаружено на земле, где они живут во мхах, лишайниках, листьях и влажной почве. Широкое распространение тихоходок на Земле тесно связано с их стратегиями выживания. Наземные тихоходки могут жить в двух основных состояниях: активном состоянии и криптобиозе2. В активном состоянии тихоходкам необходима вода, чтобы есть, расти, размножаться, двигаться и осуществлять нормальную деятельность. В состоянии криптобиоза метаболическая деятельность останавливается из-за отсутствия воды.
При изменении условий окружающей среды и появлении воды они снова могут вернуться в активное состояние. Такое обратимое приостановление метаболической активности, естественно, сравнивалось со смертью и воскрешением. Наземные тихоходки реагируют на раздражители по-разному в зависимости от источников стресса, и их реакции объединяются общим термином «криптобиоз». Данное состояние может вызываться высушиванием ангидробиозом , замораживанием криобиозом , отсутствием кислорода аноксибиозом и высокой концентрацией растворенных веществ осмобиозом. Ангидробиоз, состояние метаболического покоя вследствие практически полного высушивания, — обычное явление для наземных тихоходок, которые могут входить в данное состояние несколько раз.
В 1777 году им было дано итальянское название il tardigrado латинизированное — Tardigrada , что означало «тихоходки». С тех пор мы знаем этих существ под таким именем. Общая информация о тихоходках Тело тихоходок имеет размер от 0,1 мм до 1,5 мм и их можно рассмотреть в микроскоп с малым увеличением — всего в 15-30 раз.
Таким образом, если вы хотите посмотреть на тихоходок, подойдёт так называемый карманный микроскоп, используемый для определения подлинности денег с помощью него можно читать некоторые водяные знаки и характера мелких повреждений поверхностей. Тело тихоходки состоит из головы и четырёх сегментов, пар лап у этого животного 4, последняя пара лап направлена назад. На каждой конечности есть разветвлённый коготок.
Передвигаются тихоходки, полностью оправдывая своё название, очень медленно — всего два-три миллиметра в минуту. Тихоходки являются многоклеточными организмами с кожным дыханием. Они полупрозрачны.
Читайте также: Топ 10 очень странных животных, которых можно встретить в воде Абсолютная неубиваемость тихоходки Причина, по которой эти маленькие существа известны сейчас почти каждому — их «неубиваемость». Как бы жестоко это ни звучало, учёные уже много лет бьются над попытками убийства тихоходок. На самом деле, конечно, тихоходки убиваемы, однако они выдерживают экстремальные условия и способны долго существовать в анабиозе.
Из-за микроскопических размеров и способности переносить неблагоприятные условия распространены они повсеместно, от Гималаев до 6000 м до морских глубин ниже 4000 м. Тихоходок находили в горячих источниках, подо льдом например, на Шпицбергене и на дне океана. Распространяются они пассивно — ветром, водой, различными животными. Все тихоходки в некоторой степени являются водными животными. Количество тихоходок во мхе может быть очень велико — сотни, даже тысячи особей в 1 г высушенного мха.
Питаются тихоходки жидкостями растений и водорослей, на которых обитают. Некоторые виды поедают мелких животных — коловраток , нематод , других тихоходок. В свою очередь служат добычей для клещей и ногохвосток. Выносливость Тихоходки привлекли внимание уже первых исследователей своей поразительной выносливостью. При наступлении неблагоприятных условий они способны на годы впадать в состояние анабиоза ; а при наступлении благоприятных условий довольно быстро оживать.
Выживают тихоходки в основном за счёт т. При высыхании они втягивают в тело конечности, уменьшаются в объёме и принимают форму бочонка. Поверхность покрывается восковой оболочкой, препятствующей испарению.
Настоящие инопланетяне: Раскрыта главная тайна тихоходок
А сколько живет тихоходка? Морские тихоходки живут главным образом в прибрежной полосе, на водорослях, а также на литоральных грунтах. Мы не знаем, сколько еще проживет черепаха, однако, вероятнее всего Джонатану предстоит подружиться с немалым количеством новых людей, так как, к примеру, его предшественница, черепаха по имени Алагба, жившая в Королевском дворце в Нигерии, умерла после. Дело в том, что тихоходка, она же "водяной медведь", самим фактом своего существования доказывает, что райские условия земной природы вовсе не обязательны для таинственного явления под названием жизнь. Средняя продолжительность жизни тихоходок составляет порядка 200 лет, однако повышенный интерес к себе они вызывают другими способностями.
Неубиваемые твари. Кто сможет пережить вечную мерзлоту и ядерный апокалипсис
Тихоходки могут пережить примерно в 1000 раз более интенсивную радиацию, чем люди. В активном состоянии тихоходка в среднем живёт до полутора‑двух месяцев. 40% от этого количества тихоходки получили от грибов, 38% – от бактерий, 14 % – от других животных, 7% имеют растительное происхождение, а 1% составляет ДНК, полученная от вирусов. Тихоходки — не очень большая, но и не самая маленькая (всего известно около 1400 видов) группа беспозвоночных животных. И вот когда ученые заблокировали цистеин, то тихоходки не смогли перейти в это спасительно для их жизни состояние.
Самые живучие на Земле: какие необычные свойства тихоходок используют для развития науки
| Слабость тихоходок | Наука и жизнь | Тихоходки — не очень большая, но и не самая маленькая (всего известно около 1400 видов) группа беспозвоночных животных. |
| Почти бессмертные: животные, способные пережить человечество | Длина тихоходок может варьироваться от 0,05 до 1,2 мм, но обычно они не длиннее 1 мм. |
| Тихоходка – строение, образ жизни, чем питается, где живет, фото и описание | Тихоходка — уникальное животное, известное тем, что способно жить буквально в любых условиях. |
| Сколько лет живет тихоходка: ключевые факты и интересные подробности | Тихоходки настолько выносливые, что некоторые виды могут жить без пищи на протяжении 3-х десятков лет. |
| Тихоходка – суперсолдат, созданный природой | Дело в том, что тихоходка, она же "водяной медведь", самим фактом своего существования доказывает, что райские условия земной природы вовсе не обязательны для таинственного явления под названием жизнь. |
В чем секрет самого живучего существа в мире
Тихоходки в среднем живут около 200 лет, из которых они более 10 лет способны обходиться без пищи и питья. Узнайте, сколько лет живет тихоходка и какие факты и подробности делают ее таким интересным существом. По измерениям тихоходки способны жить в космосе минимум 10 дней с учетом солнечной радиации. Тихоходок отправляли в открытый космос, откуда многие из них возвращались живыми и даже сравнительно успешно размножались. Тихоходки, как уже отмечалось выше, возвращаются к жизни тогда, когда вступают в контакт с водой.
Тихоходка – суперсолдат, созданный природой
К примеру, живет эта кроха на цветке и приобретает 20—30 процентов генов растения, устраивается рядом с бактериями — происходит то же самое. То есть каждый раз при подселении идет процесс передачи генов. Получается, что тихоходка, которая, к слову, не бактерия, не растение, а какое-никакое, но все-таки животное, черпает гены из своей среды обитания! Чем не природное ГМО? Когда условия жизни перестают устраивать тихоходку, она впадает в спячку: замирает, скукоживается и засыпает, чтобы проснуться через несколько лет. В таком состоянии, называемом криптобиозом, она способна перенести любые испытания. Один из белков в организме тихоходки позволяет противостоять даже воздействию рентгеновских лучей и может защитить от радиации и человеческую ДНК. Так что нельзя исключить, что маленький водяной медведь когда-нибудь спасет мир от последствий ядерной катастрофы. Но на этом феноменальные способности тихоходки далеко не исчерпываются. Житель влажной среды на удивление отлично переносит длительное высыхание. Жизнеспособность в режиме сухой голодовки сохраняется годами!
Тихоходка терпеливо ждет, когда наступит режим благоприятствования. Достаточно лишь капли теплой воды, чтобы запустить процесс реанимации. Водяной медведь за время спячки не стареет. Личная жизнь микроскопических «кощеев бессмертных» долго оставалась тайной за семью печатями.
Похоже, японские учёные раскрыли этот секрет. Они нашли в клетках тихоходок некий белок, которого нет больше ни у кого. По крайней мере, пока другие его обладатели науке неизвестны. Плавает этот белок в цитоплазме, то есть во внутриклеточной жидкости. Когда из неё начинает уходить вода, он принимается выделять какой-то специальный гель, который распространяется по всему пространству клетки и таким образом сохраняет её форму и структуру вместо воды.
А когда вода возвращается, гель постепенно исчезает, уступая ей место. Исследователи извлекли этот белок и поместили в клетки насекомых и даже в человеческие, чтобы посмотреть, будет ли это работать в них. А чтобы увидеть гель под микроскопом, они ввели в белок особую краску на безводной основе как пишут, на метаноле.
Во время периода размножения у самки созревает от 1 до 30 яиц. Оплодотворение внутреннее или внешнее, когда самец откладывает сперму на кладку яиц. У одних видов яйца откладываются в грунт, в мох или воду, у других — в сброшенную при линьке шкурку.
Развитие прямое, молодая тихоходка отличается от взрослой только меньшими размерами. Тихоходки привлекли внимание уже первых исследователей своей поразительной выносливостью. При наступлении неблагоприятных условий они способны на годы впадать в состояние анабиоза; а при наступлении благоприятных условий довольно быстро оживать. Выживают тихоходки в основном за счёт т. При высыхании они втягивают в тело конечности, уменьшаются в объеме и принимают форму бочонка. Поверхность покрывается восковой оболочкой, препятствующей испарению.
В состоянии анабиоза тихоходки выносят невероятные нагрузки. В сентябре 2007, Европейское Космическое агентство отправило несколько особей в космос, на высоту в 160 миль. Некоторые водяные медведи были подвержены только воздействия вакуума, некоторые еще и радиационному, в 1000 раз превышающему фон Земной радиации. Тихоходки могут жить в кипящей воде целый час. А в жидком азоте они живут по два года. В добавок ко всему, можно поместить их в вакуум, в спиртовой раствор и в жидкий гелий — они будут чувствовать себя прекрасно.
Это - настоящий зоологический феномен!
В 2019 году исследователи продемонстрировали, что высушенные тихоходки не стареют. Теперь же они выяснили, что идентичным эффектом обладает и их замораживание. Сопоставив продолжительность активной жизни этих животных с теми, что содержались при комнатной температуре, эксперты установили, что сроки их жизни не отличались.
Всесильные водяные медведи — в чем их секрет?
Криптобиоз у тихоходок Тихоходка втягивает голову и лапки, входя в криптобиоз и превращаясь в «бочонок» Чтобы выжить в засушливый период и приобрести способность выдерживать экстремальные условия среды, тихоходке нужно войти в криптобиоз. Буквально означая «скрытая жизнь», криптобиоз — это состояние, в котором тихоходка может пережить сложные времена, затрачивая при этом мало энергии. Находясь в криптобиозе, организм не питается, обмен веществ резко снижается и может даже прекратиться. Впадая в криптобиоз высыхая , тихоходки приобретают форму бочонка tun-state. Превращаясь в бочонок, тихоходка подтягивает лапки и втягивают голову. Начало этого процесса можно увидеть на видео. Пока я наблюдала за этой тихоходкой, вода под покровным стеклом начала испаряться, тихоходка это почувствовала и решила, что надо готовиться к засухе, прятать голову и втягивать все конечности. Триггером для формирования бочонка является снижение влажности. Тихоходка должна высыхать медленно, дабы успеть синтезировать вещества-протекторы глицерин и трегалозу из запасов гликогена.
Формирование бочонка уменьшает площадь поверхности тела и способствует замедлению высыхания. Также большую роль играет субстрат, в котором живут тихоходки. Мох теряет влагу очень медленно, именно поэтому наземные тихоходки очень любят в нем жить. В активном же состоянии тихоходки живучестью совсем не отличаются, и могут быстро отдать концы при любом резком изменении окружающих условий. Эту тихоходку застала засуха в процессе линьки, поэтому она свернулась в бочонок, не успев вылезти из своей старой шкурки: Бочонок тихоходки, впавшей в криптобиоз во время линьки Время, проведенное в спячке, или криптобиозе, останавливает внутренние часы и биологическое старение организма, т. Это явление известно как «модель спящей красавицы» и характерно также для других микроскопических животных, населяющих мхи — коловраток и нематод. Однако, существует верхний временной предел нахождения в спячке от нескольких лет до десятилетия и связан он скорее всего с клеточными повреждениями в результате химического старения, поскольку механизмы их починки не могут работать в обезвоженном состоянии. Чтобы оживить тихоходку, достаточно лишь капельки воды.
Если намочить сухой мох, то тихоходки очень быстро просыпаются и разбегаются по предметному стеклу во все стороны Тихоходка выходит из спячки Ареал обитания тихоходок Существует множество разновидностей тихоходок. Сегодня в России насчитывается около 120 видов тихоходок, а в общем по планете — более 900 их разновидностей. Благодаря особым способностям переносить очень неблагоприятные условия жизни, этот биологический вид распространен практически по всей планете. Их находили как в высокогорных районах на высоте более шести тысяч метров, так и в пучине океанов, на глубинах более 4000 метров. Также они живут в горячих гейзерах и во льдах Шпицбергена. Распространяются они пассивными методами, то есть при помощи ветра, водных течений и других животных, которые переносят тихоходок на значительные расстояния. Основная масса этих существ является водными, то есть они живут преимущественно в морях, океанах, и пресных водоемах. Но также некая часть проживает в моховых подушках на суше.
В одном грамме высушенного мха может проживать до тысячи тихоходок, что делает их одними из самых колониальных существ. Анатомия и морфология существа Рассмотрим внешние и внутренние особенности «водяного медведя»: Размер тела составляет от 0,3 до 0,5 мм, хотя известны «гигантские» разновидности до 1,2 мм в длину; Корпус имеет бочкообразную форму и условно разделяется на пять частей: голова, три сегмента тела по три пары ног и каудальный сегмент где находится четвертая пара ног ; Ноги лишены суставов, но имеют когти от четырех до восьми каждая ; Органы дыхания отсутствуют, обмен газов происходит по всем объему тела; Глотка переходит в небольшой по размеру пищевод, а тот — в кишечник, который занимает большую часть тела. Он является основным местом переваривания пищи. Выделение, как правило, происходит во время линьки; Рот снабжен острыми зубцами для прокалывания растений, водорослей и мелких беспозвоночных. Они теряются во время линьки, затем вырастают новые; По достижении зрелости у всех особей сравнивается количество соматических клеток; Мозг состоит из нескольких лепестков, создающих билатерально-симметричный рисунок. Прикрепляется он к большому ганглию чуть ниже пищевода. От него исходят отростки брюшной нервной цепи по всей длине тела. Некоторые виды имеют сенсорные отростки на поверхности тела, которые позволяют лучше ориентироваться в пространстве.
Вариться в спирте и выжить: удивительные факты о тихоходках «водяных медведях» В 2007 году обезвоженные тихоходки были выведены на орбиту и подвергались воздействию вакуума и космического излучения в течение 10 дней. По возвращении на Землю более двух третей из них были успешно восстановлены. Многие умерли относительно быстро, но все же смогли за это время размножиться.
Рисунок 11. Схема перехода тихоходки в состояние бочонка и выхода из него рисунок автора статьи Такое состояние у них называется состоянием бочонка, и, находясь в нем, тихоходки лишены способности питаться, размножаться и вообще мало подвержены воздействию внешних факторов. Однако не все условия для тихоходок будут временными неудобствами. Согласно данным 2020 года, тихоходки Ramazzottius varieornatus в активном состоянии не любят высокие температуры [20]. В таких условиях человек более вынослив, чем тихоходка. Тихоходки — первое известное животное, выжившее в открытом космосе. Во время полета их разделили на три группы.
Одна группа подвергалась действию космического вакуума, вторая — действию солнечной радиации, а третья — вакууму и солнечной радиации одновременно. В результате исследования тихоходки не только выжили, успешно вернулись на Землю, но и дали потомство [21]. В 2019 году Wired предположил, что тихоходки могли жить какое-то время на Луне после неудачной посадки израильского лунного модуля Beresheet. Интересными для ученых тихоходки стали не только из-за невосприимчивости ко всем перечисленным факторам, но и из-за того, что в состоянии криптобиоза их биологические часы перестают тикать. Влияние ангидробиоза ученые иллюстрируют двумя моделями: «Спящая красавица» и «Портрет Дориана Грея». Тихоходки, подобно спящим красавицам, могут проснуться спустя 30 лет, но не от поцелуя любимого, а лишь от капли воды. И они остаются вечно молодыми в состоянии бочонка, подобно герою романа Оскара Уайльда «Портрет Дориана Грея». В 2017 году японские ученые установили, что тихоходки способны выжить при дозах радиации, равных 10 000 Грей Гр [22]. Смертельная доза для бактерии Escherichia coli составляет 50 Гр, для мышей — 7 Гр, а для человека — 4 Гр. Радиация повреждает молекулу ДНК напрямую или посредством ионизации молекул воды.
Поэтому один из важных механизмов устойчивости — это избавление от свободной воды. Тихоходки теряют воду, которая не связана с макромолекулами, переходя в состояние ангидробиоза. Как проходит «жизнь без воды» В результате действия радиации образуется большое количество активных форм кислорода АФК , которые фактически разрывают все клеточные компоненты, что встречаются им на пути. Защиту от АФК можно обеспечить внедрением антиоксидантных противоокислительных механизмов подробнее — в статье «Биомолекулы» [34]. Среди них очень глобально можно выделить две системы защиты. Первая, путем действия различных ферментов, напрямую перехватывает АФК до того момента, как они повредят ту или иную молекулу. Вторая восстанавливает уже последствия действия АФК различными системами репарации, но у нее есть один существенный минус: ее активность зависит от дозы радиации, то есть чем выше доза радиации, тем менее дееспособной такая система становится. Ключевая органелла, которая противодействует АФК, — пероксисома. Она не уникальна для тихоходок — есть у всех эукариот. Участвует пероксисома в большом количестве метаболических, сигнальных и онтогенетических процессов, активно взаимодействует с другими органеллами, особенно с митохондриями.
У пероксисом хорошо развиты защитные механизмы, которые подавляют окислительный стресс и поддерживают окислительно-восстановительный баланс. Образуются пероксисомы либо путем роста, а также асимметричным делением уже существующих органелл, либо способны альтернативно образовываться de novo из эндоплазматического ретикулума [23]. Еще один из механизмов, который помогает переживать стрессовые условия у животных, — работа дисахарида трегалозы, упорядочивающего молекулы в период высыхания. Ученые предположили, что наличие трегалозы в больших количествах должно быть у тихоходок [24]. Ведь она есть у дрожжей, нематод, креветок и других животных, которые обладают устойчивостью к высыханию. Но оказалось, что у тихоходок в организме либо очень низкая концентрация трегалозы, или ее нет вовсе [25]. Исследовав тихоходку Hypsibius dujardini, ученые из США обнаружили группу генов, которые отвечают за производство «внутренне неупорядоченных» белков, которые заменяют всю свободную воду в организме тихоходок на биостекло [26]. Белки эти назвали TDP, расшифровываются они как «специфические для тихоходок и не имеющие четкой вторичной структуры». К ним относятся: цитоплазматические белки, устойчивые к термической денатурации CAHS-белки , секреторные белки, устойчивые к термической денатурации SAHS-белки и митохондриальные белки, устойчивые к термической денатурации MAHS-белки , которые производятся в стрессовых условиях. В момент, когда у тихоходки начинает исчезать вода, включается экспрессия генов, кодирующих TDP рис.
Существует несколько гипотез, как работает биостекло в клетках. Согласно первой, все важные молекулы застревают в биостекле, подобно рыбе, что вмерзла в лед [26]. Согласно второй, биостекло замещает молекулы воды в клетках подобно трегалозе, а когда вода возвращается, то TDP растворяются [25]. Рисунок 12. Упорядочивание клеточных элементов в моменты стресса при помощи TDP Tardigrade intrinsically Disordered Proteins рисунок автора статьи Также у тихоходок были обнаружены белки теплового шока heat shock proteins HSPs , которые работают подобно белкам шаперонам, реконструирующим правильную структуру белка. Нашлись у тихоходок и белки с доменом холодового шока, которые реагируют на холодовый стресс и участвуют в посттранскрипционной регуляции генов, способствуя адаптации к низким температурам. Одним из важных механизмов защиты клеток от гибели является удаление поврежденных молекул. У тихоходок это происходит с помощью убиквитин-опосредованной деградации белка рис. Протеасома, в составе которой есть белок убиквитин, связывается с поврежденной молекулой белка и разрушает ее [27]. Рисунок 13.
Схема убиквитин-опосредованной деградации белка. В первом случае работает протеасома 26S; убиквитинированные белки связываются с регуляторным фрагментом 19S правая часть рисунка. Во втором случае белки расщепляются напрямую протеасомой 20S слева. Исследования Томаса Бутби и Боба Голдштейна показали, что тихоходки получили приблизительно 6000 генов от других организмов, в основном от бактерий, растений, грибов, архей [26]. Но остается вопрос: «Как получили»? Известно, что гены могут передаваться от родителей детям посредством вертикального переноса генов, но это не единственный способ передачи генетической информации. Как утверждалось в работе американских ученых, тихоходки активно используют горизонтальный перенос генов — обмен генетическим материалом между видами.
Интересными для ученых тихоходки стали не только из-за невосприимчивости ко всем перечисленным факторам, но и из-за того, что в состоянии криптобиоза их биологические часы перестают тикать.
Влияние ангидробиоза ученые иллюстрируют двумя моделями: «Спящая красавица» и «Портрет Дориана Грея». Тихоходки, подобно спящим красавицам, могут проснуться спустя 30 лет, но не от поцелуя любимого, а лишь от капли воды. И они остаются вечно молодыми в состоянии бочонка, подобно герою романа Оскара Уайльда «Портрет Дориана Грея». В 2017 году японские ученые установили, что тихоходки способны выжить при дозах радиации, равных 10 000 Грей Гр [22]. Смертельная доза для бактерии Escherichia coli составляет 50 Гр, для мышей — 7 Гр, а для человека — 4 Гр. Радиация повреждает молекулу ДНК напрямую или посредством ионизации молекул воды. Поэтому один из важных механизмов устойчивости — это избавление от свободной воды. Тихоходки теряют воду, которая не связана с макромолекулами, переходя в состояние ангидробиоза.
Как проходит «жизнь без воды» В результате действия радиации образуется большое количество активных форм кислорода АФК , которые фактически разрывают все клеточные компоненты, что встречаются им на пути. Защиту от АФК можно обеспечить внедрением антиоксидантных противоокислительных механизмов подробнее — в статье «Биомолекулы» [34]. Среди них очень глобально можно выделить две системы защиты. Первая, путем действия различных ферментов, напрямую перехватывает АФК до того момента, как они повредят ту или иную молекулу. Вторая восстанавливает уже последствия действия АФК различными системами репарации, но у нее есть один существенный минус: ее активность зависит от дозы радиации, то есть чем выше доза радиации, тем менее дееспособной такая система становится. Ключевая органелла, которая противодействует АФК, — пероксисома. Она не уникальна для тихоходок — есть у всех эукариот. Участвует пероксисома в большом количестве метаболических, сигнальных и онтогенетических процессов, активно взаимодействует с другими органеллами, особенно с митохондриями.
У пероксисом хорошо развиты защитные механизмы, которые подавляют окислительный стресс и поддерживают окислительно-восстановительный баланс. Образуются пероксисомы либо путем роста, а также асимметричным делением уже существующих органелл, либо способны альтернативно образовываться de novo из эндоплазматического ретикулума [23]. Еще один из механизмов, который помогает переживать стрессовые условия у животных, — работа дисахарида трегалозы, упорядочивающего молекулы в период высыхания. Ученые предположили, что наличие трегалозы в больших количествах должно быть у тихоходок [24]. Ведь она есть у дрожжей, нематод, креветок и других животных, которые обладают устойчивостью к высыханию. Но оказалось, что у тихоходок в организме либо очень низкая концентрация трегалозы, или ее нет вовсе [25]. Исследовав тихоходку Hypsibius dujardini, ученые из США обнаружили группу генов, которые отвечают за производство «внутренне неупорядоченных» белков, которые заменяют всю свободную воду в организме тихоходок на биостекло [26]. Белки эти назвали TDP, расшифровываются они как «специфические для тихоходок и не имеющие четкой вторичной структуры».
К ним относятся: цитоплазматические белки, устойчивые к термической денатурации CAHS-белки , секреторные белки, устойчивые к термической денатурации SAHS-белки и митохондриальные белки, устойчивые к термической денатурации MAHS-белки , которые производятся в стрессовых условиях. В момент, когда у тихоходки начинает исчезать вода, включается экспрессия генов, кодирующих TDP рис. Существует несколько гипотез, как работает биостекло в клетках. Согласно первой, все важные молекулы застревают в биостекле, подобно рыбе, что вмерзла в лед [26]. Согласно второй, биостекло замещает молекулы воды в клетках подобно трегалозе, а когда вода возвращается, то TDP растворяются [25]. Рисунок 12. Упорядочивание клеточных элементов в моменты стресса при помощи TDP Tardigrade intrinsically Disordered Proteins рисунок автора статьи Также у тихоходок были обнаружены белки теплового шока heat shock proteins HSPs , которые работают подобно белкам шаперонам, реконструирующим правильную структуру белка. Нашлись у тихоходок и белки с доменом холодового шока, которые реагируют на холодовый стресс и участвуют в посттранскрипционной регуляции генов, способствуя адаптации к низким температурам.
Одним из важных механизмов защиты клеток от гибели является удаление поврежденных молекул. У тихоходок это происходит с помощью убиквитин-опосредованной деградации белка рис. Протеасома, в составе которой есть белок убиквитин, связывается с поврежденной молекулой белка и разрушает ее [27]. Рисунок 13. Схема убиквитин-опосредованной деградации белка. В первом случае работает протеасома 26S; убиквитинированные белки связываются с регуляторным фрагментом 19S правая часть рисунка. Во втором случае белки расщепляются напрямую протеасомой 20S слева. Исследования Томаса Бутби и Боба Голдштейна показали, что тихоходки получили приблизительно 6000 генов от других организмов, в основном от бактерий, растений, грибов, архей [26].
Но остается вопрос: «Как получили»? Известно, что гены могут передаваться от родителей детям посредством вертикального переноса генов, но это не единственный способ передачи генетической информации. Как утверждалось в работе американских ученых, тихоходки активно используют горизонтальный перенос генов — обмен генетическим материалом между видами. ДНК от других организмов попадает тихоходкам случайно, в момент криптобиоза. Предполагалось, что чужеродная ДНК распадается на части, а попадает в клетку в момент регидратации тихоходки, когда мембрана становится проницаемой. У тихоходок отличные репаративные процессы в клетках, и считалось, что, переходя в активное состояние, организм тихоходки может не только восстанавливать повреждения своей ДНК, но также и встраивать чужеродную ДНК [26]. Опровержения их работе не заставили себя долго ждать. Уже через несколько недель ученые из Эдинбургского университета и Университета Кэйо опубликовали анализ генома Hypsibius dujardin и Ramazzottius varieornatus, в котором опровергли заявление американских ученых об обширном горизонтальном переносе генов [28] , [29] рис.
Через некоторое время всех вновь взволновала тема генома Hypsibius dujardini. Сложность изучения этой тихоходки заключалась в том, что она крошечная. Ее тело состоит примерно из 1000 клеток, а размер 220—300 мкм. Была проделана колоссальная работа, и в итоге геном Hypsibius dujardini был получен [12]. Посмотреть сборку генома можно в браузере: ensembl.
Крупная, до 76 см в длину, ящерица обитает исключительно в Новой Зеландии и близлежащих островах, а в Саутленд-музее на острове Южный обитает одновременно более полусотни гаттерий. Самый известный представитель экспозиции — ящерица по имени Гарри, возраст которой уже перевалил за сотню лет, при этом отмечается, что на 111 году жизни самец продолжал проявлять половую активность и производил потомство.
Средняя продолжительность жизни гаттерий составляет около 60 лет. Человек, 120 лет Многие люди склонны отделять себя от биологического царства животных, однако, с точки зрения науки, человек является самым настоящим животным по всем признакам. При этом развитие медицины и рост уровня жизни позволяет специалистам на сегодняшний день указывать максимальную продолжительность жизни на уровне 120 лет средняя продолжительность жизни человека составляет 67 лет. Синий кит, 150 лет Долгое время гренландский кит считался рекордсменом по возрасту среди позвоночных, после того как было обнаружено несколько особей возрастом более 100 лет. Кроме того, ученые уже долгое время наблюдают за самцом, который, предположительно, прожил уже более полутора веков. Впрочем, цифры основаны на вычислениях изменений рацемизации аспарагиновой кислоты в хрусталике глаза животного, не вдаваясь в подробности следует лишь отметить, что метод не претендует на какую-либо точность и оспаривается многими учеными. Средняя же продолжительность жизни китов составляет от 35 до 90 лет в зависимости от вида, однако случаи естественной смерти для данного вида фиксируются крайне редко.