تاردیگرید چیست

آیا تا بحال فکر کرده‌اید اگر بدون محافظ به فضای خارج از جو زمین وارد شوید چه اتفاقی خواهد افتاد؟ هوا از ریه‌های شما به علت نبود فشار خارج خواهد شد و جان خود را از دست خواهید داد. گازهای محلول در مایعات بدن افزایش می‌یابند و با وارد ساختن فشار به پوست منجر به از هم گسیختن و انبساط آن همانند بادکنک می‌شوند. پردهی گوش و مویرگ‌ها پاره خواهند شد و خون‌ شما شروع به ساخت حباب و جوشیدن خواهد کرد. حتی اگر از تمامی این بلایا جان سالم به در برید، پرتوهای یونیزان کننده، DNA  را در سلول‌هایتان خواهند شکافت و در نهایتِ خوش اقبالی در 15 ثانیه بیهوش خواهید شد.

تنها یک گروه از جانوران قادر به نجات از این مهلکه هستند، موجودات ریزی به نام تاردیگراد  که حدود یک میلی‌متر طول دارند و خویشاوند شاخه بزرگ بندپایان می باشند.  تاردیگرادها در شرایط افراطی قادر به ادامه بقا هستند.

برخی از این شرایط افراطی که تاردیگریدها قادر به ادامه بقا هستند، عبارتند  از:

مقاومت دمایی تاردیگرید

تاردیگرادها تا چند دقیقه در دمای 151 درجه‌ سانتی‌گراد و چند روز در سرمای منفی 200 درجه سانتی‌گراد قادر به ادامه بقا هستند. بعضی از آن ها قادرند تا چند دقیقه در سرمای منفی 272 درجه سانتی‌گراد یعنی یک درجه بالاتر از دمای صفر مطلق زنده بمانند.

مقاومت فشار تاردیگرید

این جانوران در فشار خیلی کم مانند خلاء و در فشار بسیار زیاد قادرند همچنان پایدار بمانند. تاردیگریدها می‌توانند در شرایط خلاء فضا، همراه با اشعه‌ خورشید کمتر از 10 روز زنده بمانند. این جانوران قادرند در فشار 6000   اتمسفر (حدوداً 6 برابر فشار عمیق ترین گودال Marian trench  در اقیانوس) زنده بمانند.

مقاومت خشکی خرس آبی

بیشترین زمانی که مشاهده شده تاردیگرید در شرایط خشکی زندگی کرده است، نزدیک به 10 سال می باشد. آب موجود در بدن این جانوران وقتی در دمای کم قرار می‌گیرند از 85% به 3% کاهش می‌یابد. این امر موجب می شود که اجزای بدن این جانوران به دلیل یخ بستن از هم جدا نشود.

مقاومت تشعشعی خرس آبی

تاردیگریدها می‌توانند در برابر  شعشعاتی با توان 1000 برابر بیشتر از دوز کشنده برای انسان زنده بمانند. تنها دلیل قانع کننده ارائه شده در آزمایشات اولیه ای که برای پی بردن به علت این توانایی جانور صورت گرفته، میزان اندک آب موجود در بدن تاردیگریدها می باشد که موجب می شود واکنش‌های کمتری با تشعشعات یونیزان کننده داشته باشند. این جانوران حتی زمانی که آب خود را از دست نداده‌اند، همچنان نسبت به سایر جانوران مقاومت بالایی به تابش طول موج کوتاه فرابنفش در مقایسه با سایر جانوران نشان می دهد. یک فاکتور دیگر برای این توانایی این جانور، کارا بودن سیستم تعمیر DNA آسیب دیده می باشد.

تاریدیگرید در فضای خارج از جو زمین

تاردیگرید ها اولین جانورانی بودند که توانایی ادامه‌ی بقایشان در خارج از جو زمین تایید شد. در سال 2007 هزاران تاردیگرید به یک ماهواره متصل و به فضا پرتاب شدند. پس از بازگشت ماهواره به زمین و بررسی آن، دانشمندان دریافتند که تعداد زیادی از تاردیگریدها زنده مانده‌اند. در کمال شگفتی برخی از ماده‌ها در فضا تخم گذاری کرده بودند و بچه های تازه ای که از تخم بیرون آمده بودند همگی سالم بودند.

تنها فضای خشنِ جو بیرونی نیست که تاردیگریدها قادر به ادامه ی حیات در آن هستند، آن‌ها در ارتفاع 5546 متری (18,196 پایی) کوه‌های هیمالیا، چشمه های آب گرم ژاپن، اعماق اقیانوس و در قطب جنوب نیز کشف شده‌اند. این جانوران اکسترموفیلیک در نظر گرفته نمی شوند زیرا برای زندگی در این شرایط سازگاری نیافته‌اند. به عبارت دیگر در شرایط افراطی محیط، شانس کُشته شدن این جانوران افزایش می‌یابد. در حالی که اکسترموفیل‌ها جانورانی هستند که رشد آنها در شرایط افراطی محیط افزایش می‌یابد در صورتی که این شرایط افراطی برای بسیاری از جانوران دیگر مضر و کُشنده است.

معرفی تاردیگریدها

تاردیگریدها در نگاه اول ترسناک هستند. آن‌ها در چهره ی گوشتی خود، چین و چروک بسیار دارند و با آن پنجه‌های وحشی که به پنجه‌های خرس‌های عظیم الجثه شبیه است، به یکی از هیولاهای دکتر هو، همان هشت پای معروف شباهت دارند. دهان آنان نیز سلاحی عجیب با دندان هایی خنجر مانند که می توانند مانند نیزه شکار کنند.

سلاحی عجیب با دندان هایی خنجر مانند که می توانند مانند نیزه شکار کنند. این جانوران واقعا باستانی هستند. فسیل تاردیگریدها متعلق به دوره ی کامبرین (بیش از 500 میلیون سال پیش) است. در این دوره اولین حیوانات پیچیده در حال تکامل بودند.

آن‌ها قادرند ماه‌ها بدون آب زنده بمانند. در سال 1948، تینا فرانچسکی جانورشناس ایتالیایی ادعا کرد که تاردیگریدهایی که در خزه‌های خشک از نمونه های موزه پیدا شده‌اند و بیش از 120 سال عمر داشتند می توانند احیاء شوند. او پس از آب‌رسانی کافی به یک تاردیگراد مشاهده نمود که یکی از پاهای جلویی آن حرکت می‌کند. این یافته هرگز مجددا تکرار نشد، اما غیر ممکن نیز به نظر نمی رسد. در سال 1995، تاردیگریدهای خشک شده پس از هشت سال به زندگی بازگشتند.

تاردیگریدها هنگامی که شروع به خشک شدن می‌کنند به نظر می‌رسد که مقدار زیادی آنتی اکسیدان تولید کردند. این مواد شیمیایی مانند ویتامین های C و E هستند، که مواد شیمیایی واکنش پذیر خطرناک را جذب می‌کنند. آنتی‌اکسیدانها ممکن است موجب شوند مواد شیمیایی مضر در سلول‌های تاردیگراد از بین بروند. تاردیگرادها با یک تهدید خاص از گونه های اکسیژن فعال روبرو هستند. این مواد در عملکرد طبیعی سلول به عنوان محصولات فرعی تولید می‌شوند، اما می توانند اجزای اصلی یک سلول از جمله DNA آن را بشکنند. حیوانات در معرض فشارهای محیطی اغلب تعداد زیادی از این گونه های فعال را شناور در اطراف خود دارند.

اثر آنتی اکسیدان ها و دما بر تاردیگریدها

برخی از توانایی‌های تاردیگردها را با استفاده از آنتی‌اکسیدان‌ها می‌توان شرح داد. اگر یک تاردیگرید به مدت طولانی در محیط خشک بماندDNA  آن آسیب خواهد دید. اما پس از بیداری مجدد، قادر به ترمیم آن است. دانشمندی فرانسوی به نام دویر در سال 1842 نشان داد که یک تاردیگراد با حرارت دیدن تا دمای 125 درجه‌ی سانتی‌گراد می‌تواند برای چند دقیقه زنده بماند. گیلبرت فرانس رام، راهب صومعه ی بندیکتین در دهه‌ی 1920، پس از حرارت دادن تاردیگرادها تا 151 درجه‌ی سانتی‌گراد به مدت 15 دقیقه آن‌ها را به زندگی بازگرداند. گیلبرت فرانس رام آن‌ها را در سرما نیز آزمایش کرد. او آن‌ها را در نیتروژن مایع منفی 253 درجه سانتیگراد و برای 26 ساعت در هلیوم مایع منفی 272 درجه سانتیگراد به مدت هشت ساعت غوطهور ساخت. پس از آن تاردیگرادها به محض اینکه در تماس با آب قرار گرفتند به زندگی بازگشتند.

اثر سرما بر تاردیگرید

بزرگترین خطری که تاردیگریدها در سرما با آن مواجه اند، تشکیل بلورهای یخ در آنها می‌باشد. اگر بلورهای یخ درون سلول‌هایشان تشکیل شود، می‌توانند مولکولهای حیاتی مانند DNA  را از هم متلاشی کنند. به نظر می رسد که تاردیگرادها می‌توانند تشکیل یخ در داخل سلول‌های خود را تحمل کنند. آن‌ها قادرند از خود در برابر آسیب‌های ناشی از کریستال‌های یخی محافظت کنند و یا آن را ترمیم کنند.  دانشمندان در سال 1964، تاردیگرادها را در معرض دوزهای کشنده‌ی اشعه‌ی ایکس قرار دادند و دریافتند که  قادر به ادامه حیات هستند. آزمایش‌های بعدی نشان داد که این جانور می تواند با مقدار زیادی از تابش آلفا، گاما و اشعه‌ی ماوراء بنفش نیز کنار بیاید.

تاردیگریدها ممکن است مواد شیمیایی به نام عوامل هسته‌ای یخ را تولید کنند. این‌ مواد منجر به ساخته شدن بلورهای یخ در خارج از سلول‌ها می‌شوند و از مولکول‌های حیاتی محافظت می‌کنند. قند ترهالوز (trehalose) نیز احتمالا با ممانعت از تشکیل کریستال‌های یخ بزرگ منجر به ایجاد منفذ در غشاهای سلولی شده و نقش حفاظتی خواهد داشت.

دانشمندان در سال 1964، تاردیگریدها را در معرض دوزهای کشنده‌ی اشعه‌ی ایکس قرار دادند و دریافتند که  قادر به ادامه حیات هستند. آزمایش‌های بعدی نشان داد که این جانور می تواند با مقدار زیادی از تابش آلفا، گاما و اشعه‌ی ماوراء بنفش نیز کنار بیاید.

تابش اشعه یکی از بزرگ‌ترین تهدیدات پیش روی تاردیگریدهای فرستاده شده به فضا در سال 2007 بود. آن‌هایی که در معرض سطوح بالاتری از تابش بودند نسبت به تاردیگریدهای محافظت شده شانس بقای کمتری داشتند اما میزان تلفات 100٪ نبود.

سرما و گرمای شدید، تابش و فشارهای بالا همگی یک اشتراک دارند: آنها به DNA سلول‌های تاردیگرید آسیب می رسانند. سرما و گرما هر دو باعث می شوند که پروتئین‌ها رها شده، به هم بچسبند و از کار بایستند. تابش اشعه، DNA و دیگر مولکولهای حیاتی را از هم می پاشد. فشار بالا، غشاء چرب در اطراف سلول را جامد و سفت می کند. اگر همه ی عوامل استرس زا باعث مشکلات مشابهی می شوند، بنابراین تاردیگریدها تنها به تعداد کمی ترفند برای نجات نیاز خواهند داشت.

دانشمندی بنام بوتیبی می‌گوید “بنابراین پس این قابل درک خواهد بود که تاردیگرادها به طرز مشابهی به این دو شرایط واکنش نشان می‌دهند: تشکیل آنتی اکسیدان ها و ترمیم DNA آسیب دیده”.

هنگامی که یک تاردیگرید به طور کامل خشک و غیر فعال شود، قادر به مقابله با خطرات اطراف خودنخواهد بود. یک تاردیگرید غیرفعال شاید از تشنگی هلاک نشود اما به راحتی می تواند شکار شود. ما میدانیم که بسیاری از موجودات تحمل کننده خشکی باید xenoprotectant -مولکولهایی که به هنگام غیر فعال شدن تاردیگریدها مانع از صید شدن‌شان توسط باکتری‌ها و قارچ‌ها شده-تشکیل دهند. تاردیگرادها 500 میلیون سال قدمت دارند و در سراسر این کره‌ی خاکی زندگی می‌کنند.