Die Tardigrade, besser bekannt als der Wasserbär, wurde kürzlich in den Nachrichten veröffentlicht, nachdem kürzlich bekannt wurde, dass Tausende von ihnen an Bord des Raumfahrzeugs Baresheet von SpaceIL waren, als es Anfang dieses Jahres auf der Mondoberfläche abstürzte - und dass die ScheibenSie wurden festgehalten und haben den Aufprall möglicherweise intakt überstanden. Für jede andere Lebensform auf der Erde wäre ihr letztendliches Schicksal klar: ein unvermeidlicher Tod durch die Exposition gegenüber dem Vakuum des Weltraums. Aber Tardigraden sind nicht irgendeine Lebensform.
Die Tatsache, dass das Überleben der Tardigraden auf der Mondoberfläche sogar aus der Ferne möglich ist, sollte Ihnen sagen, dass diese Kreaturen etwas Besonderes sind, aber Sie müssen nicht zur Mondoberfläche gehen, um dies zu beweisen; was sie sindDie Fähigkeit, genau hier auf der Erde zu leben, ist mehr als genug, um diesen unglaublichen Kreaturen einen einzigartigen Platz im Lebensbaum unseres Planeten einzuräumen.
Wenn Sie gerade erst die Tardigrade entdeckt haben und sich fragen, wie etwas, das wie eine pralle Wurst auf den Beinen aussieht, so hart sein kann, wie es die Leute sagen, haben Sie Glück. Wir haben uns vorgenommen, die häufigsten Fragen zu beantwortenHaben Sie etwas über die Tardigrade, um ein umfassenderes Bild davon zu erhalten, was sie nicht nur so einzigartig macht, sondern auch, wie sie ebenso ein Produkt des Evolutionsprozesses sind wie der Rest von uns.
Was genau ist eine Tardigrade?
Eine Tardigrade ist ein mikroskopisch kleiner, in Wasser lebender Organismus, der zum Stamm Tardigrada gehört, und der Name Tardigrade wird allgemein für alle Arten unter diesem Stamm verwendet. Während wir mit anderen Phyla, wie Arthropoden, etwas Ähnliches tun, wenn wir darüber sprechenTardigraden sind wir normalerweise viel spezifischer.
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Praktisch gesehen hat eine Tardigrade einen viel größeren Einfluss auf eine Mitgliedsspezies als die Klassifizierungsebenen unterhalb des Stammes. Die morphologische und genetische Vielfalt innerhalb von Tardigrada ist viel enger als dies normalerweise bei anderen, typischerweise größeren Phyla der Fall ist.
Sind Tardigraden eine Art Bakterien?
Tardigraden sind einige der ältesten uns bekannten Organismen und ein Produkt einer der frühesten Differenzierungen in der Entwicklung des Lebens auf diesem Planeten. Sie haben sich aus einigen der frühesten eukaryotischen Zellen entwickelt - was bedeutet, dass ihr genetisches Material untergebracht istin einem zentralen Kern - was sie bereits einen wichtigen Schritt von Bakterien entfernt, die nicht eukaryotisch sind. Darüber hinaus sind Tardigraden mehrzellig, was sie weiter von Bakterien unterscheidet, die sich nie über eine einzelne Zelle hinaus entwickelt haben.
Zurück im Jahr 2015, a Studie argumentiert dass das Genom einiger Tardigrade-Arten eine signifikante Menge an bakterieller DNA enthielt, was einige dazu veranlasste, sie als eine Form von Hybridorganismus zu bezeichnen. Diese Studie wurde seitdem nachher abgezinst eine andere Studie stellte fest, dass diese bakterielle DNA im Tardigrade-Genom tatsächlich eine Kontaminante war und nicht Teil des Genoms selbst. Die ursprüngliche Geschichte machte zu dieser Zeit viele Schlagzeilen, während die nachfolgende Korrektur in der Presse viel weniger Beachtung fand. Dies könnte einige hinterlassenmit der falschen Annahme, dass sich Tardigraden irgendwie mit Bakterien überlappen, wenn keine solche Verbindung besteht.
Wo gehören Tardigraden tatsächlich zum Baum des Lebens?
Aus den normalerweise hitzigen Debatten um die taxonomische Klassifikation geht hervor, dass aus den Zellen der Tardigraden hervorgeht, dass ihr Stamm unter das eukaryotische Königreich Animalia fällt. Darüber hinaus sind ihre engsten Verwandten möglicherweise die Anthropoden, aber es gibt keine klarenVerbindung zwischen ihnen oder einem anderen Phylum in Animalia in dieser Angelegenheit, so dass ein Teil des Geheimnisses der Tardigraden darin besteht, dass niemand wirklich genau weiß, wo sie hingehören.
Was essen Tardigraden?
Vorwiegend Tardigraden Flüssigkeiten essen ; was seltsam klingt, aber eine ziemlich wichtige Verrücktheit ist. Die Ernährung einer typischen Tardigrade besteht darin, die nährstoffreiche Gänsehaut aus pflanzlichen und tierischen Zellen zu saugen. Unabhängig von der Art der Zelle sind es die Krallen der Tardigrade und der charakteristische TeleskopmundEntwickelt, um Zellwände und Membranen aufzureißen und zu durchstechen, damit es seinen Mund in alle klebrigen Innereien stecken und alles schlürfen kann, was es erreichen kann.
Glücklicherweise fressen sie auch gerne Bakterien. Wenn etwas davon etwas gruselig klingt, können Sie sich vorstellen, dass sie ihren Teil dazu beitragen, die Art von grimmigen, weltendlichen Seuchen wie zu verhindern. Yersinia pestis die die Menschheit überall verfolgt haben unsere Geschichte .
Einige Arten von Tardigrade sind auch Kannibalen, die andere Tardigraden töten und verschlingen, selbst solche derselben Art wie sie selbst.
Wie vermehren sich Tardigraden?
Tardigraden können sich je nach Art oder Umgebung sowohl ungeschlechtlich als auch sexuell vermehren.
Bei Arten, die sich sexuell vermehren, legt das Weibchen zwischen einem und dreißig Eiern gleichzeitig und wird in eine äußere Schicht häuteter Haut implantiert. Ein Männchen wird sich dann selbst um das Weibchen wickelnGehen Sie dann durch einen Prozess der gegenseitigen Stimulation, der damit endet, dass das Männchen sein Sperma auf die frisch gemauserte Haut des Weibchens ejakuliert, wo es die darin enthaltenen Eier befruchtet.
Wissenschaftler kürzlich durchgeführt eine Studie wo sie fast drei Dutzend Paar Paarungstardigraden beobachteten und es zum ersten Mal überhaupt aufnehmen konnten.
Die Ergebnisse dieser Beobachtung sind signifikant, da sie zeigen, dass bei einigen Arten der Tardigrade-Befruchtung eine Befruchtung außerhalb des weiblichen Körpers stattfindet, obwohl derzeit nicht bekannt ist, was als nächstes passiert oder wie das Sperma auf die tatsächlichen Eier gerichtet ist.
Wie ist die Physiologie der Tardigrade?
Das Aussehen der Tardigrade ähnelt einem achtbeinigen Bären mit einem Mund, der wie eine Teleskopzunge herausragen kann. Sein Körper besteht aus vier segmentierten Abschnitten, aus denen sein Stamm besteht, der auf vier Paaren von Krallenbeinen sitzt.
Jeder Krallensatz ist scharf genug, um im Verhältnis zu seiner Größe ziemlich schwere Schäden zu verursachen, und ihr Gang beim Schwimmen oder Krabbeln erinnert an echte Bären. Die Hinterbeine der Tardigrade sind währenddessen nach vorne und in den Körper gerichtetentgegengesetzte Richtung vom Rest seiner Beine, wodurch eine Art greifende, gegensätzliche Beinanordnung entsteht, die es ihm ermöglicht, sich besser an das zu klammern, was er zu essen, zu töten oder sich zu paaren versucht.
Die Haut einer Tardigrade ist im Allgemeinen dünn genug, um unter dem Mikroskop funktionell transparent zu sein, aber sie kann bei natürlichem Licht auch wie Gummibärchen aussehen.
Mit der richtigen Einstellung können Studenten und Amateurbiologen die Physiologie der Tardigrade in bemerkenswerten Details untersuchen. Da sie groß genug sind, um selbst mit einem bescheidenen Mikroskop sehr deutlich gesehen zu werden, sind die inneren Organe leicht zu erkennenund biologische Funktionen, die unter ihrer relativ dünnen Haut stattfinden, sind Tardigraden normalerweise eines der ersten Dinge, die Studenten und angehende Biologen studieren.
Sind Tardigraden gefährlich?
Nein, zumindest nicht für Menschen. Andere Mikroorganismen in ihrer Umgebung sollten jedoch beachtet werden. Diese Krallen sind nicht zur Schau. Während die meisten Tardigraden pflanzenfressend sind, sind es nicht alle, und sie fressen Sie, wenn Siesind kleiner als sie und du bist in Reichweite ihrer Krallen.
Trotz ihres Rufs sind Tardigraden nicht völlig unzerstörbar. Sie können die Reise durch den menschlichen Verdauungstrakt nicht überleben, da unsere Magensäure das Fleisch der Tardigrade ohne große Probleme auflöst, so dass das Essen keinen Schaden anrichten würde.Niemand hat einen Fall gemeldet, in dem eine Krankheit oder Infektion durch Tardigrade in den menschlichen Körper eingeschleppt wurde, und sie sind nicht parasitär. Es ist möglich, dass sie versuchen, den Inhalt einer der einzelnen Zellen, aus denen unser Körper besteht, abzusaugen, wennSie sind jemals damit in Kontakt gekommen, aber wir haben noch Billionen mehr. Von Tardigraden lebendig gefressen zu werden, ist einfach nichts, was jemals passieren wird.
Außerdem wissen wir, dass dies der Fall ist, da wir alle Tardigraden gegessen haben, solange wir auf diesem Planeten sind. Wo immer Sie Wasser und Vegetation finden, werden Sie Tardigraden finden. Sie sind wahrscheinlich überallder Salat, die Tomaten und andere pflanzliche Stoffe, die in einem durchschnittlichen Salat enthalten sind, aber es wurden keine Fälle von lebensmittelbedingter Tardigrade-Vergiftung gemeldet.
Wo leben Tardigraden?
Tardigraden kommen am häufigsten überall dort vor, wo es ein Süßwasserkörper gibt, egal wie tief es ist, aber sie können auch an Land und sogar im Meer leben. Sie wurden auf Berggipfeln und ganz unten gefundender Marianengraben. Sie können einige Arten von Tardigrade in fast jeder Ecke der Welt finden, die Sie sich vorstellen können.
Wie groß sind Tardigraden?
Wenn sie sich in ihrem aktiven Zustand befinden - dazu später mehr -, sind Tardigraden etwa einen halben Millimeter lang. Wenn sie inaktiv sind, kräuseln sie sich auf etwa die Hälfte ihrer normalen Größe. Sie können in bestimmten Fällen auch ihren Körper verlängernUmstände, die sich auf eine Länge von mehr als einem Millimeter erstrecken.
Wie viele Arten von Tardigrade gibt es?
Je nachdem, mit welcher Form der Klassifizierung Sie arbeiten, gibt es mindestens 900 verschiedene Arten von Tardigrade, aber andere sagen, dass es solche gibt mehr als 1.000 .
Wer hat die Tardigrade entdeckt?
Die Tardigrade war zuerst beschrieben in der wissenschaftlichen Literatur von Johann August Ephraim Goeze, einem Pastor und Naturwissenschaftler aus Quedlinburg im heutigen Deutschland, im Jahr 1773. Er war der erste, der ihr charakteristisches bärenähnliches Aussehen bemerkte, als sagte er : "Seltsam ist dieses kleine Tier, wegen seiner außergewöhnlichen und seltsamen Morphologie und weil es einem Bären en miniature sehr ähnlich ist."
Woher kommt der Name Tardigrade?
Der italienische Biologe Lazzaro Spallanzani gab die Kreaturen der Name Tardigrada im Jahr 1776, was "langsamer Schritt" bedeutet. Spallanzani wollte nur eine einzige Art beschreiben, aber bald wurde der Name Tardigrada erweitert, um sich auf das gesamte Phylum und nicht auf eine einzelne Art zu beziehen.
Warum werden sie Wasserbären genannt?
Der Ursprung des Namens Wasserbär stammt aus Goezes Papier von 1773, da er die von ihm beschriebenen Kreaturen so nannte. Bis 1773 wurde das binomische, latinisierte Benennungssystem, das wir heute verwenden, jedoch bereits weit verbreitet und seitdem 'Wasserbär 'ist nicht lateinisch, es war nicht für den offiziellen wissenschaftlichen Namen der Art geeignet.
Der Name "Wasserbär" blieb jedoch bestehen, da er eine sehr eindrucksvolle Beschreibung der Kreatur darstellt und ehrlich gesagt niedlich klingt, was ihn zu einem natürlichen informellen und liebevollen Namen für das Tier macht. Sie werden manchmal auch "Moosferkel" genannt.'was ebenso bezaubernd ist.
Was ist ein Tun?
Eine Melodie ist nichts weniger als eine biologische Zeitkapsel und der Schlüssel zur außergewöhnlichen Überlebensfähigkeit einer Tardigrade.
Unter extrem unwirtlichen Bedingungen, die normalerweise eine normale Lebensform töten würden, checken Tardigraden im Wesentlichen für eine Weile aus und verwandeln sich in etwas, das als Tun bezeichnet wird. Ein Tun ist die gehärtete Form der Tardigrade, nachdem sie sich in sich zusammengerollt hat und das Wasser ersetztGehalt seiner Zellen mit unterschiedlichen Substanzen, abhängig von der spezifischen Umweltbelastung. Dies hat den Effekt, dass aus einer Tardigrade im Wesentlichen ein sehr haltbares Stück Glas wird.
Wenn sich in seiner Umgebung kein Wasser befindet, wird ein spezieller Zucker namens Trehalose hergestellt, der das fehlende Wasservolumen ersetzt, die verschiedenen inneren Organellen und Membranen seiner Zellen umhüllt und die innere Struktur im Inneren verstärkteine Form der Stase. Diese Stase, die bis zur Linie des biologischen Todes reicht, ist ein Phänomen, bekannt als Kryptobiose . Dieser Prozess ist nicht nur bei Tardigraden zu beobachten, aber sie haben den Prozess wirklich gemeistert, sondern verwandeln sich in ein Mineral. Sie sind sich sicher, dass ihre Zellen besser vor Umweltschäden geschützt sind als jede andere eukaryotische Zelle auf dem gesamten Planeten.
Sind Tardigrades Aliens?
Es gibt mehrere Gründe, warum manche Menschen glauben, dass Tardigraden fremde Lebensformen sein könnten. Ihre unglaubliche Robustheit, obwohl sie so klein und scheinbar zerbrechlich sind - Sie können also unter einem Mikroskop durch die weichen, wässrigen Zellen der Tardigrade sehenSie sind nicht gerade dickhäutig - können nicht leicht durch den Fossilienbestand zurückverfolgt werden. Tardigraden haben eine Reihe von Überlebensmechanismen, die sie zusammengenommen wie etwas Außerirdisches aussehen lassen.
Es gibt keine Proto-Tardigrade-Arten, die deutlich zeigen, wie Tardigraden diese Anpassungen über Hunderte von Millionen von Jahren aufgebaut haben. So etwas ist einfach nicht das, was in Fossilien erhalten bleibt. Wie Federn auf einem T-RexDinge wie Kryptobiose können einfach nicht einfach anhand fossiler Tardigraden identifiziert werden.
Für einen zufälligen Beobachter kann eine Tardigrade so aussehen, als wäre sie als eine Art vorgefertigte, super belastbare Lebensform aus der evolutionären Luft gefallen. Zusammen mit der Tatsache, dass Tardigraden beobachtet wurden, die die unwirtlichsten Umgebungen des Planeten Erde überlebenkann auf sie werfen, die Theorie, dass sie eine Fahrt mit einem außerirdischen Asteroiden angekuppelt und anschließend hier auf der Erde ein Geschäft eröffnet haben, kann so gemacht werden, dass sie zu einer Reihe sehr wahrer Fakten über Tardigraden passt.
Allerdings glauben nur sehr wenige professionelle Biologen, dass Tardigraden irgendwo anders als auf der Erde entstanden sind. Ihre Bedeutung für das Gebiet der Astrobiologie hat mehr damit zu tun, dass die Untersuchung, wie sich Tardigraden an extreme Bedingungen angepasst haben, uns wertvolle Einblicke in das Leben von Außerirdischen gibtkann sich möglicherweise auf Welten mit einer radikal anderen Umgebung als unserer entwickeln.
Außerdem sind sie trotz all ihrer charakteristischen biologischen Anpassungen dem Tierleben hier auf der Erde immer noch viel ähnlicher als jede andere außerirdische Lebensform. Sie haben sich möglicherweise in den frühesten Tagen des Lebens vom Rest des Tierlebens abgezweigtvielzellige Evolution, aber diese frühe Verzweigung und unglaubliche Langlebigkeit ist mehr als genug, um ihre Biologie zu erklären.
Tardigraden gibt es seit mehr als 500 Millionen Jahren und haben alle fünf Massensterben dieses Planeten überlebt. Durch das Aussterben werden im Allgemeinen einige Evolutionspfade zugunsten anderer gelöscht, wodurch neuartige Anpassungen vollständig verschwinden, während neue Evolutionspfade aus den Überresten sprießenAber was wäre, wenn Sie diese Auslöschung vermeiden könnten, indem Sie eine der wenigen überlebenden Arten wären? Diese neuartigen Anpassungen würden erhalten und weitergegeben, sodass die Nachkommen das Vorherige aufbauen könnten, anstatt mit etwas anderem von vorne zu beginnen.
Eine so lange, relativ intakte Übertragung von genetischem Material innerhalb des Stammes würde es ermöglichen, dass sich alle Arten von Anpassungen im Laufe der Zeit als Reaktion auf Umgebungen ansammeln, die möglicherweise gar nicht mehr existieren. Sie würden keine Theorie benötigen, die fremde Lebensformen beinhaltet, die a ankuppelnFahren Sie auf einem Asteroiden, um zu erklären, wie Tardigraden hierher gekommen sind. Sie müssen sie nur in den frühen Tagen des vielzelligen Lebens auf diesem Planeten auftauchen lassen und sie dann durch jeden höllischen Kometeneinschlag, Supervulkanausbruch, große Eiszeit undVerschiedenes geologisches Trauma, das das Leben auf diesem Planeten über die Äonen hinweg ertragen musste, während es mehr oder weniger im gleichen Zustand der mehrzelligen Entwicklung blieb.
Tardigraden sind keine Außerirdischen, sie sind eher wie grizzled Kriegsveteranen, die alle möglichen Dinge wissen, die neue Rekruten nicht wissen.
Können Tardigraden im Weltraum wirklich überleben?
Ja, eine Zeit lang. 2007 Forscher in Europa Tardigraden in den Weltraum geschickt um die Grenzen dessen zu testen, was sie aushalten konnten. 10 Tage lang wurden dehydrierte Tardigraden dem Vakuum einer erdnahen Umlaufbahn ausgesetzt. Bei ihrer Rückkehr zur Erde rehydrierten die Forscher sie und einige von ihnen wurden erfolgreich wiederbelebtEs ist bekannt, dass keine andere Lebensform etwas Ähnliches wie dieses Maß an Anpassungsfähigkeit aufweist. Es ist daher nicht schwer zu verstehen, warum einige zu spekulieren begannen, dass sie möglicherweise außerhalb der Welt entstanden sind.
Stimmt es, dass Tardigraden einer hohen Strahlenexposition standhalten können?
Der andere wichtiges Ergebnis Aus dem Vakuum-Expositionsexperiment von 2007 mit den dehydrierten Tardigraden ging hervor, dass eine Gruppe exponierter Tardigraden vor der Sonnenstrahlung geschützt war, die ihre volle Intensität im Weltraum aufweist. Eine andere Gruppe dehydrierter Tardigraden nahm diese Strahlenexplosion vollständig aufeine 1000-fache Röntgenstrahlungsdosis, die für Menschen als tödlich angesehen wird. Es ist die Art von Strahlung, die dies bewirkt. langsam zerfallen Der Tesla Roadster, den Elon Musk beim ersten Teststart von Falcon Heavy in die Umlaufbahn um die Sonne geschickt hat. Es ist kein Scherz.
Es ist nicht überraschend, dass die meisten nicht abgeschirmten Exemplare durch die Strahlung getötet wurden, aber unglaublich viele konnten überleben. Einige dieser dehydrierten Tardigraden wurden rehydratisiert und wieder auf der Erde wiederbelebt, wobei einige sogar lebensfähige Nachkommen hervorbringen konnten, obwohl ihre DNA zerstört wurdedurch die stärkste Strahlung, die die Sonne erzeugen könnte.
Können Tardigraden wirklich jahrelang ohne Nahrung oder Wasser überleben?
Nicht nur Jahre, sondern Jahrzehnte . Tatsächlich Tardigraden waren angeblich wiederbelebt von einer dehydrierten Moosprobe in einem Museum, das auf ein Alter von mindestens 100 Jahren geschätzt wird. Wenn Tardigraden eine Kryptobiose durchlaufen, spielen sie nicht herum.
Sobald eine Tardigrade etwa 99% ihres Wasservolumens verliert, löst die Dehydration den Kryptobioseprozess aus, der sie in eine Tonne verwandelt. Sobald dieser Prozess abgeschlossen ist, wird ihre Stoffwechselrate um bis zu 99,99% reduziert. Sie sind im Wesentlichen tot inalle außer Namen und können in diesem Zustand fortfahren, solange sie die Energiereserven, die sie zum Zeitpunkt ihrer Austrocknung gespeichert hatten, nicht vollständig verbrauchen.
Dann, Jahrzehnte später, geben Sie ein paar Tropfen Wasser in eine Tonne, und die Tardigrade beginnt sich selbst zu rehydrieren, bis die Kryptobiose vollständig rückgängig gemacht wurde. Sie wird wie gewohnt ablaufen und nach Nahrung suchen, um die Energie wieder aufzufüllen, die sie während ihrer Aufnahme wieder aufgefüllt hatKryptobiose.
Können Tardigraden ohne Sauerstoff wirklich überleben?
Tardigraden brauchen Sauerstoff wie jedes andere Tier auf der Erde, aber sie können nur Sauerstoff aus dem Wasser um sie herum "atmen". Nehmen Sie ihn aus seiner aquatischen Umgebung und er kann nicht mehr atmen oder viel anderes tun, außer sich selbst auszutrocknen.Zum Glück für die Tardigrade wird der Bedarf an Sauerstoff fast so gering wie der Bedarf an Nahrung und Wasser, sobald die Kryptobiose ausgelöst wird und sie sich in eine Tonne verwandelt.
Aber das ist eine Art Betrug, da wir den Bedarf an Sauerstoff und den Bedarf an Wasser mischen.
Was ist, wenn sich eine Tardigrade im Wasser befindet, das Wasser jedoch einen niedrigeren oder nahezu nicht vorhandenen Sauerstoffgehalt aufweist? Dies ist aufgrund des Klimawandels ein zunehmend verbreitetes Phänomen, aber natürlich können Tardigraden auch damit umgehen.
Wenn in der wässrigen Umgebung kein atmungsaktiver Sauerstoff vorhanden ist, kann sich die Tardigrade auf mehr als das Doppelte ihrer Länge ausdehnen und all die niedlichen kleinen Falten ausdehnen, um die für Gastransfers verfügbare Oberfläche zu maximieren.
Es benötigt nicht wirklich mehr Sauerstoff als zuvor, aber es wäre ähnlich, wenn wir vier oder sogar acht Lungen in voller Größe verwenden würden, um in einer sauerstoffarmen Umgebung zu atmen. Darüber hinaus verringert sich die Tardigradeseine Stoffwechselrate signifikant - wenn auch nicht so drastisch wie während der Kryptobiose - was es ihm ermöglicht, seinen verfügbaren Sauerstoff viel sparsamer zu nutzen, bis er für sich selbst geeigneteres Wasser findet.
Wie überleben Tardigraden extreme Hitze?
Es wurde gezeigt, dass Tardigraden Temperaturen von bis zu 151 Grad Celsius überstehen, mehr als genug Wärme, um den gesamten Wassergehalt in ihren Zellen zu verdampfen. Wie wir jedoch gesehen haben, weiß ein Tardigrade, wie man damit umgehtmit Dehydration, so hat die Tardigrade das unter Kontrolle.
Der Hauptgrund, warum überschüssige Hitze für alle außer den extremophilen Organismen so gefährlich ist, besteht darin, dass Hitze die Struktur der Proteine, aus denen alle Zellen in unserem Körper bestehen, schädigen und verzerren kann. Organismen sind normalerweise so angepasst, dass sie eine sehr enge haltenBereich der Kerntemperatur, in dem die Proteine ordnungsgemäß funktionieren. Wenn diese Proteine zu stark verzogen werden, funktionieren die grundlegenden lebenserhaltenden Funktionen, die darauf beruhen, dass diese Proteine eine bestimmte Form beibehalten, schnell nicht mehr und führen zum Zelltod.
Dies ist der Grund, warum wir Fieber haben, wenn wir eine schwere Infektion haben. Durch die Erhöhung unserer Körpertemperatur versucht unser Immunsystem, die Proteine in den Bakterien oder Viren über den Punkt hinaus zu verziehen, an dem die infizierenden Organismen absterbenDas Problem ist, dass unsere Zellen auch vom Temperaturanstieg betroffen sind. Fieber ist also praktisch ein Spiel zwischen der Infektion und unserem Immunsystem, um zu sehen, wer zuerst eine kritische Masse an Zellen durch Proteinverformung verliert.
Für den Menschen reicht eine Zunahme von nur sechs oder sieben Grad Fahrenheit aus, um uns in sehr kurzer Zeit zu töten. Wenn eine Tardigrade an Temperaturen im typischen Bereich des Tierlebens gewöhnt ist, wie kann sie überleben, wenn sie plötzlich 200 Grad heißer ist alses wurde entworfen, um darin zu leben?
Dies geschieht durch Massenproduktion eines speziellen Proteins, das anderen Proteinen hilft, der Art von hitzeinduziertem Verziehen zu widerstehen, das die Zelle töten kann. Wenn sich die Tardigrade in eine Tonne verwandelt, bilden die Trehalose und dieses spezielle Protein eine Tonne, deren Proteine wie folgt sindgeschützt vor den schädlichen Auswirkungen der Hitze, wie Sie bekommen können.
Dies ist jedoch mehr Triage als eine dauerhafte Lösung. Wenn die extreme Hitze zu lange anhält, werden die Proteine, aus denen die Zelle besteht, möglicherweise beschädigt, ob Anti-Warping-Protein oder nicht. Das Anti-Warping-Protein ist auch einProtein, so dass es auch aus der spezifischen Form heraus verzogen werden kann, die es benötigt, um zu funktionieren.
Die Tonne kann weggebrannt werden, wenn sie einer offenen Flamme oder einem Lavastrom ausgesetzt ist. Je heißer sie wird, desto schwieriger wird es für die Tonne, sich zu halten.
Wenn es in der Lage ist, lange genug zu halten, damit die Hitzegefahr vorübergeht - beispielsweise wenn ein vorübergehendes Lauffeuer durch den Lebensraum der Tardigrade brennt und erst nach dem Verbrauch des verfügbaren Kraftstoffs ausstirbt -, bleibt die Tonne in ihrem ZustandKryptobiose, bis sie rehydratisiert werden kann.
Wie können Tardigraden extreme Kälte überleben?
Durch mehr oder weniger denselben Prozess, mit dem extreme Hitze überstanden wird, wurden Tardigraden nach Temperaturen von bis zu -328 Grad Fahrenheit oder -200 Grad Celsius zurückgewonnen und wiederbelebt.
Anstatt sich mit Proteinverformung befassen zu müssen, ist die größte Gefahr für die Tardigrade bei Kälte dieselbe wie für jedes andere Tier oder jede andere Pflanze: Wasser oder genauer gesagt Eis.
Wasser nimmt an Volumen zu, wenn es zu Eis gefriert. Als Reaktion auf extreme Kälte stößt die Tardigrade durch Kryptobiose so viel Wasser wie möglich aus ihrem Körper aus.
Nachdem mehr als 99% seines Wasservolumens ausgestoßen wurden, muss es sich mit dem verbleibenden Wasser befassen, da die Bildung von Eiskristallen in einer Zelle irreversible Schäden verursachen kann und häufig tödlich ist. Um die Bildung von Kristallen um oder in zu verhindernDie Organellen seiner Zellen, die Zellen der Tardigrade, beginnen, Glycerin, das als Frostschutzmittel wirkt, neben der Trehalose, die die körperliche Unversehrtheit der Tardigrade unterstützt, während sie eine Tonne ist, abzupumpen.
Tuns wurden nach jahrzehntelangem Einfrieren in festem Eis geborgen und wiederbelebt. Dies ist von besonderem Interesse für medizinische Forscher, die untersuchen, wie sie den gleichen Effekt wie die kälteinduzierte Kryptobiose der Tardigrade erzielen können. Wenn sie einen Weg finden könnten, sich zu erholenIn anderen Zellen könnte das, was die Tardigrade intern tut, die Lagerung und Konservierung von essentiellem medizinischem Gewebe wie Spermien- und Eizellen, für Transfusionen verwendetem Blut und möglicherweise sogar ganzen Organen, die für die Transplantation verwendet werden können, revolutionieren.
Keines davon kann durch Einfrieren langfristig konserviert werden, da menschliche Zellen keine Möglichkeit haben, das darin enthaltene Wasser auszutreiben. Frostschutzmittel können verwendet werden, sind jedoch derzeit keine langfristige Lösung. Sie können dies nicht vollständig verhinderndie Bildung von Eiskristallen in einer Zelle, die zu 90% aus Wasser besteht. Wenn so viel Wasser in den Organellen und Membranen der Zellen zu Eis wird, werden sie nach einer nassen und brutalen Straße mehr Löcher haben als eine stark befahrene Straßekalter Winter.
Wenn wir jedoch einen Weg finden könnten, den Frostschutzprozess der Tardigrade in menschlichen Zellen zu reproduzieren, wäre es eine große Untertreibung, ihn als revolutionäre Entwicklung für die Medizin zu bezeichnen.
Werden Tardigraden als Extremophile angesehen?
Viele Menschen betrachten Tardigraden als Extremophile, aber das ist umstritten. Nur weil sich Tardigraden angepasst haben, um einige ziemlich brutale Bedingungen zu überleben, heißt das nicht, dass sie wie diese Bedingungen und suchen Sie sie wie echte Extremophile. Tardigraden suchen nach moosigem, gemäßigtem Wasser, in dem sie leben können, und alle ihre Anpassungen sollen sie schützen, falls sich ihr Lebensraum schnell ändert, beispielsweise wenn ein See austrocknet oder gefriertim Winter.
Es gibt auch eine Grenze für die Zähigkeit von Tardigraden. Setzen Sie sie direkter Sonneneinstrahlung aus und sie kann überraschend lange überleben, aber mit jeder Sekunde werden die Chancen, die Tortur zu überleben, immer geringer.
Kryptobiose ist vielleicht einen halben Schritt vom biologischen Tod entfernt, aber es ist kein biologischer Tod. Der Stoffwechsel des Tuns kann ein Hundertstel Prozent dessen betragen, was er normalerweise ist, aber er wird schließlich immer noch seine Energiespeicher durchbrennenPunkt, es wird nichts mehr für die Tardigrade übrig sein, um ihren Stoffwechsel auf irgendeiner Ebene am Laufen zu halten, und ihre Zellen werden anfangen zu sterben.
Fangen Sie ein paar hunderttausend Jahre lang eine Tardigrade in einem Gletscher und Sie erhalten ein Fossil. Braten Sie es in einem aktiven Vulkan und Sie produzieren einen Saibling, den keine Wassermenge wiederbeleben kann. So hartWie eine Tonne sein mag, verweigern Sie ihr lange genug Wasser, Nahrung oder Sauerstoff, und schließlich wird die Tonne einfach zu einer Leiche.
Wie bewegen sich Tardigraden?
Hier gibt es wirklich zwei Fragen. Wie bewegen sich Tardigraden durch ihre Umgebung und wie bewegen sich Tardigraden von Umwelt zu Umwelt? Lokal schwimmen Tardigraden mit ihren Beinen als Paddel herum, genau wie größere Tiere. Wie bewegen sie sich von Umwelt zu Umweltist jedoch viel interessanter.
Wenn also die Umgebung einer Tardigrade austrocknet oder auf andere Weise unwirtlich wird, setzt Kryptobiose ein und die Tardigrade wird zu einer Melodie. Jetzt könnte sie versuchen, sie zu überwinden und darauf zu warten, dass die Umgebung in einen gastfreundlicheren Zustand zurückkehrt, was ziemlich beeindruckend wärefür sich allein, aber stattdessen machen viele Musikstücke etwas anderes: Sie wandern woanders hin.
Ich weiß, sie sind eine Melodie, sie sollen so gut wie tot sein. Wie können sie also aufstehen und woanders hinwandern? Glücklicherweise ist die Welt um sie herum nicht in der Lage, während sich die Tardigrade in einem Zustand der Kryptobiose befindetDer verhärtete Schlamm, in dem sie nach dem Austrocknen eines Sees eingeschlossen sein könnten, wird langsam, aber unweigerlich vom Wind oder vorbeiziehenden Tieren verwittert. Was auch immer die Ursache sein mag, irgendwann kann der mikroskopisch kleine Organismus verdrängt werden und fast nichts wiegendurch einen äußeren Prozess wie den Wind oder durch Huckepack von einem anderen Tier weggetragen werden.
Was auch immer die Mittel sein mögen, das Ergebnis ist, dass sich das Tun von Ort zu Ort bewegt. Wenn die Umgebung, in der es landet, unwirtlich ist, bleibt das Tun ein Tun und wird immer wieder von einem Ort zum nächsten bewegt.
Letztendlich stehen die Chancen jedoch gut, dass der Thunfisch im Wasser oder in einer anderen feuchten Umgebung landet und sich zu rehydrieren beginnt. Einige Stunden später wird die Kryptobiose rückgängig gemacht und die Tardigrade wird ihren Betrieb aufnehmen. Eine Tardigrade kann sogarreproduzieren sich ungeschlechtlich, wenn es die einzige Tardigrade in ihrer Region ist, aus der eine völlig neue Kolonie von Tardigraden gezüchtet werden kann.
Wenn dies etwas vertraut klingt, liegt es wahrscheinlich daran, dass dieser Prozess ähnlich ist, wie viele Pflanzenarten Samen und Pollen im Wind oder auf dem Rücken von Insekten verbreiten, um sich über ein Gebiet auszubreiten oder in ein weniger besiedeltes Gebiet zu wandern, umMaximieren Sie die Menge an Sonnenlicht und Nährstoffen, die sie für sich beanspruchen können.
Das mobile Tun klingt auch sehr nach einer Pilzspore, die es Pilzen ermöglicht, sich ungeschlechtlich zu vermehren, um in sehr kurzer Zeit neue Kolonien in einer neuen Umgebung zu bilden.
Wenn wir an das angeblich jahrhundertealte Stück ausgetrockneten Mooses im Museum zurückdenken, das all diese 100 Jahre alten Melodien mit sich führte, können Sie nicht anders, als sich über den Einfallsreichtum dieses Prozesses zu wundern.
Als das Museumsmoos vor über einem Jahrhundert zum ersten Mal gesammelt, katalogisiert und weggesperrt wurde, befanden sich die Tardigraden, die dieses Stück schwammiger Oberfläche als Zuhause bezeichneten, plötzlich in einer unwirtlichen Umgebung. Also verwandelten sie sich in Melodien und warteten über ein Jahrhundertfür jemanden oder etwas, um sie in eine Umgebung zu bringen, in der sie leben könnten. Genau das taten die Forscher, die die Melodien wiederbelebten, indem sie sie ins Wasser legten, um zu sehen, ob sie wieder zum Leben erweckt wurden.
Zugegeben, die Rehydratation für diese Melodien war von unserer Seite völlig beabsichtigt, so dass es vielleicht albern erscheint, zu glauben, dass diese Tardigraden sich darauf verlassen, dass wir sie überhaupt wiederbeleben, aber das ist so ziemlich der Fall. Niemand fragte, ob Bienen jemalsvereinbart, Pollen im Austausch für das Aufsaugen des Nektars einer blühenden Blume zu verbreiten, entwickelte sich das System einfach, um diese Anordnung zu erzeugen.
Bei aller Distanz zur Tierwelt sind wir ein Teil davon, und Tardigraden haben einen Mechanismus entwickelt, mit dem die Arbeit anderer Tiere, einschließlich des Menschen, genutzt werden kann, um ihr Überleben zu sichern.
Wie können Sie Tardigraden sammeln und studieren?
Wenn Sie Tardigraden selbst studieren möchten, können Sie in Ihrem Garten oder entlang von Seen, Teichen oder anderen ähnlich feuchten Orten auf die Jagd gehen. Finden Sie Moos, sammeln Sie einige Proben und bringen Sie sie zu dem, was Sie sindusing as a workspace. The main trouble with studying the tardigrades you collected is that they are less than a millimeter in length and looking at a large clump of moss isn't a very effective way to look at tardigrades. Instead, you'll needto draw them out of the moss and isolate them for easier study.
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