Экстремалы в космосе. Кто такие тихоходки, зачем ими стреляют из пневматических пушек и запускают на орбиту

В начале июня NASA доставило на Международную космическую станцию очередной груз для научных экспериментов. Среди прочего в этот раз там были и живые организмы — детеныши кальмаров и тихоходки. Кальмары — чтобы изучить, как их организм взаимодействует с симбиотическими бактериями в условиях космического полета и понять, как эти знания можно применить для людей. А тихоходки — группа мелких, почти невидимых невооруженным глазом животных, которые известны своей способностью выдерживать экстремальные условия окружающей среды.

Чтобы узнать больше о них и об их способностях, hromadske пообщалось с единственным в Украине специалистом по систематике и филогенетике тихоходок, старшим преподавателем Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина Евгением Киосей.

Отдельный тип

Тихоходки — отдельный тип (то есть группа, объединяющая различных животных, которые, однако, имеют характерные общие признаки) беспозвоночных животных. Примерами других типов являются членистоногие, куда входят насекомые, пауки, ракообразные и другие. Или хордовые, к которым относятся млекопитающие, птицы, рыбы и такие экзотические морские существа, как оболочники (их изучают в школьном курсе биологии).

У всех тихоходок, например, четыре пары ног. Это не означает, что любое существо с восемью ногами — тихоходка. У пауков тоже четыре пары ног, но принадлежат они к типу членистоногих, а не тихоходок. И они совсем не похожи внешне.

Но в целом тихоходки — не столь разнообразная группа, как, например, членистоногие. Все они более похожи друг на друга, чем, например, какая-нибудь бабочка и собачий клещ.

Название «тихоходки» появилось благодаря итальянскому исследователю Ладзаро Спалланцани. Он совершил много важных открытий в биологии, хотя вспоминают его чаще всего благодаря одному: он доказал невозможность самозарождения микроскопических организмов.

Они везде 

Средний размер этих животных — около половины миллиметра, изредка встречаются немногим больше одного миллиметра. Внешность тихоходок — один из тех факторов, который привлекает к ним внимание общественности. Среди таких мелких существ они едва ли не единственные немного напоминают крупных животных — поросят или медведей. Благодаря этому они получили другие свои названия: «водяные медведи» и «моховые поросята». Сходство, конечно, условное: на ногах у сухопутных тихоходок есть коготки, а у некоторых морских — пальчики с присосками.

Тихоходки живут повсюду в природе: в почве, на мхах и лишайниках, в опавших листьях, в пресных и соленых водоемах.

В честь Греты Тунберг и Александра Рыбака 

Сегодня известно около 1300 видов тихоходок, но исследователи регулярно описывают новые для науки виды. Связано это с тем, что группа исследована ещ недостаточно. Евгений Киося, в частности, является соавтором описания восьми новых видов тихоходок. Два из них были обнаружены в образце мха, который его знакомая привезла с острова Маврикий.

Открытия новых видов тихоходок время от времени попадают в поле зрения широкой общественности. Но не благодаря их научному значению, а из-за названий. Например, в этом году новый вид тихоходок назвали в честь климатической активистки Греты Тунберг — Xerobiotus gretae, а другой — Macrobiotus rybaki — в честь музыканта Александра Рыбака, победившего на конкурсе «Евровидение» в 2009 году.

Интересно, что Macrobiotus — это первый род тихоходок, который был описан еще в XIX веке. Свое название он получил в честь макробиотики — учения о питании, основанного на восточной философии и не совпадающего с современными представлениями о правильном питании человека.

Экстремалы

Лучше всего тихоходки известны благодаря их чрезвычайной устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды. Есть исследования, которые показывают, что они могут пережить охлаждение почти до абсолютного нуля, сильный нагрев, в течение многих лет оставаться живыми в вечной мерзлоте, выдерживать смертельное для человека давление, а также радиацию.

Когда тихоходка попадает в неблагоприятные условия, ее организм переходит в особое состояние — анабиоз. Это означает, что все биологические процессы замедляются во много раз. И в таком состоянии она может находиться много лет. Когда окружающие условия становятся благоприятными, организм тихоходки возвращается к нормальной работе.

Но не только они 

Евгений Киося обращает внимание на то, что тихоходки — не единственные мелкие беспозвоночные животные, способные успешно выдерживать экстремальные условия. Но именно за ними закрепился такой имидж. Возможно, благодаря их экзотическому виду, который сделал их популярными среди широкой общественности, СМИ больше обращают внимание именно на эту группу животных.

«Скорее можно говорить о целых микроскопических экосистемах, где, кроме тихоходок, есть еще коловратки, микроскопические круглые черви и некоторые другие животные, способные хорошо выдерживать экстремальные условия. Такие экосистемы могут временно “выключаться”, чтобы выжить, а затем снова “включаться”, когда наступают благоприятные условия», — рассказывает ученый.

В подтверждение этого журнал Current Biology недавно опубликовал статью об исследовании коловраток, которые успешно вернулись к жизни через 24 тысячи лет пребывания в вечной мерзлоте.

Полет на Луну 

Тихоходок и раньше неоднократно отправляли в космос. В частности, эти животные были на борту космического аппарата «Берешит». В 2019 году он должен был стать первым израильским аппаратом, который сядет на поверхность Луны. Но из-за проблем при посадке он разбился.

Эта история послужила поводом для полусерьезных разговоров о том, что тихоходки — такие выносливые — могли выжить на поверхности спутника Земли. Проверить это пока нет возможности, но очевидно, что даже если они не погибли, то перейти из анабиоза в нормальное состояние у них шансов нет. Ведь для этого нужны вода и кислород. Да и температуры на Луне далеки от оптимальных.

Выстрелы тихоходками 

Недавно двое британских ученых опубликовали результаты своих экспериментов, которые могут пролить свет на судьбу тихоходок из израильского аппарата.

Авторы исследования стреляли из пневматической пушки в песок специальными пулями, внутри которых находились тихоходки в замороженном состоянии. Выяснилось, что при скорости пули 728 метров в секунду животные выживают, а вот при скорости более 900 метров в секунду — уже нет.

Эти эксперименты исследователи проводили, чтобы проверить, способны ли тихоходки путешествовать между планетами и их спутниками (например, вместе с метеоритами). И пришли к выводу, что это маловероятно. Как и то, что они смогли пережить падение космического аппарата на поверхность Луны.

Зачем их исследуют 

Исследование тихоходок интересное и важное с точки зрения фундаментальной науки. Но у него может быть и практический интерес. В частности, способность этих животных замерзать, а затем возвращаться к жизни при нормальной температуре может подсказать лучшие технологии замораживания органов или даже целых организмов.

Кроме того, тихоходки могут научить нас успешно путешествовать в далеком космосе, где человеческому организму угрожает опасное излучение.