Tutkijat tietävät vihdoin, kuinka karhukaiset selviävät äärimmäisistä olosuhteissa.

 

Kuva: Smythers et al./PLoS ONE (CC-BY 4.0)

Joel Kontinen

Kun karhukaiset kohtaavat ankaria ympäristöjä, korkeat vapaat radikaalit soluissa laukaisevat lepotilan, jossa ne voivat kestää äärimmäisiä vaikeuksia.

Karhukaista on tutkittu fluoresenssimikroskoopilla, jossa fluoresoiva markkeri korostaa joitakin sen elimiä. Karhukaiset ovat tunnettuja kyvystään kestää äärimmäisiä ympäristöjä – nyt tutkijat tietävät, kuinka ne tekevät sen. Pienet molekyylisensorit niiden soluissa voivat havaita, kun solut tuottavat liikaa haitallisia molekyylejä, joita kutsutaan vapaiksi radikaaleiksi. Tämä laukaisee lepotilan.

Lähde: 

Chen Ly 2024.  We finally know how tardigrades can survive extreme conditions | New Scientist 17.1.

Karhukainen kestää sen, että sitä ammutaan nopeasti

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

 Kuva: E. Schokraie, U. Warnken, A. Hotz-Wagenblatt, MA. Grohme, S. Hengherr et al. Comparative proteome analysis of Milnesium tardigradum in early embryonic state versus adults in active and anhydrobiotic state. PLoS ONE 7(9): e45682 (2012). Creative Commons CC BY 2.5.  

Joel Kontinen

 

Karhukaiset (Tardigrada) eli vesikarhut, nämä suloiset, pulleat otukset ovat tunnetusti kestäviä - ne saattavat jopa selviytyä maailmanlopusta, joka pyyhkii pois ihmiskunnan. Mutta voivatko nämä kestävät vesikarhut selviytyä siitä, että niitä ammutaan aseella? Uusi tutkimus on osoittanut, että kyllä, nämä sitkeät otukset voivat selvitä siitä elossa, mutta ei ilman vaikeuksia.

Uusi tutkimus tehtiin innoittuneena niiden karhukaisten -kohtalon epävarmuudesta, jotka olivat Israelin Beresheet-koettimessa, kun se laskeutui kuuhun vuonna 2019, Science-lehdessä kerrotaan. Olivatko karhukaiset selviytyneet ja saastuttaneet maapallon elottoman kumppanin? Loppujen lopuksi nämä noin 1 millimetrin pituiset olennot ovat kuuluisia tuhoutumattomasta luonteestaan.

Karhukainen on eläinkunnan ekstreme-mestari, joka selviää hengissä jopa jäätymisestä. Karhukaiset ovat elävä fossiili, joka eli jo 500 vuotta sitten. Karhukaiset elivät jo oletetulla kambrikaudella. Ne eivät ole ehtineet muuttua ”530 miljoonassa vuodessa”, vaan viihtyvät yhä samanlaisina keskuudessamme.

Nämä kestävät eläimet kestävät jopa kuusi kertaa suuremmat paineet kuin valtameren syvimmässä osassa, äärimmäiset säteilymäärät ja jopa avaruuden tyhjiön.

Uudessa tutkimuksessa ryhmä tutkijoita Kentin yliopistossa Yhdistyneessä kuningaskunnassa päätti testata, voisivatko karhukaiset selviytyä myös suurnopeusvaikutuksista. Tätä varten he ruokkivat karhunkaisia ja jäätivät olennot horrostilaan, jota kutsutaan "viritystilaksi", jossa niiden aineenvaihdunta laski 0,1 prosenttiin normaalista nopeudesta, Science-lehti kertoi.

Sitten tutkijat ampuivat otukset eri nopeuksilla "kaksivaiheisesta kevyestä kaasupistoolista", joka ampuu esineitä suuremmilla nopeuksilla kuin tyypillinen ase. He havaitsivat, että karhukaiset voisivat selviytyä nopeudesta, joka oli melkein 3000 jalkaa sekunnissa (900 metriä sekunnissa), mikä tarkoittaisi törmäyksessä noin 1,14 gigapascalia. Karhukaiset hävisivät kuitenkin suuremmilla paineilla ja iskujen nopeuksilla. Tämä tarkoittaa sitä, että Beresheet-koettimen kyydissä olleet karhukaiset, jotka törmätessään olisivat kokeneet tämän tason yläpuolella olevan iskupaineen, eivät olisi selvinneet, tutkijat kertoivat Science-lehdelle.

Jopa karhukaiset, joka selviytyi matalan ja kohtalaisen nopeuden vaikutuksista, toipuivat hitaammin, kuin kontrollinäytteet (jotka olivat juuri jäädytettyjä ja palautuneet viritystilasta),”mikä viittaa siihen, että tietyt sisäiset vauriot on voitettava", kirjoittajat kirjoittivat. Ei ole selvää, voisivatko selviytyneet Karhukaiset myöhemmin lisääntyä, ja kirjoittajat huomauttivat myös, että myös "hedelmällisen tutkimuksen alue" olisi sen testaaminen, voisivatko Karhukaiset -munat selviytyä ampumisesta ja kehittyä myöhemmin aikuisiksi.

Sitten tulee evoluutio.

Tutkimuksella on vaikutuksia teoriaan, joka tunnetaan nimellä panspermia, jonka mukaan elämä olisi voinut kulkea meteoriittien mukana maailmojen välillä sen jälkeen, kun se on päässyt planeettoihin tai kuuhun törmänneistä asteroideista. Tämä tutkimus osoittaa, että panspermia on vaikeaa, mutta ei mahdotonta, kirjoittajat kertoivat Scienceille. Noin 40 % kivistä ja roskista, jotka palaavat planeettamme asteroidi-iskuista, osuvat kuuhun riittävän alhaisella nopeudella, jotta karhukaiset voivat tutkijoiden mukaan selviytyä.

Vastaava osuus voi selviytyä matkalta Marsilta kuuhun. Tietysti nämä havainnot koskevat vain karhukaisia; muut elämänmuodot, kuten mikrobit, voivat selviytyä suuremmilla iskunopeuksilla Sciencen mukaan. Tutkimuksella voi olla vaikutuksia myös elämän havaitsemiseen muilla planeetoilla, kirjoittajat sanoivat. Avaruusalukset, jotka kulkevat lähellä vesimaailman jäisiä paloja, kuten Jupiterin kuu Europa ja Saturnuksen kuu, Enceladus, voivat pystyä keräämään potentiaalisia elämänmuotoja - samalla sitkeydellä kuin karhukaiset - poistetuista vesisuojuksista tappamatta niitä.

Tulokset julkaistiin 11. toukokuuta Astrobiology-lehdessä..

Lähde:  

 Saplakoglu, Yasemin 2021, Tardigrades can survive being shot out of a high-speed gun Live Science 21.5. 

                      

Karhukaiset valmistavat auringonsuojakerrointa

 

Pieni mutta sitkeä. Kuva: E. Schokraie, U. Warnken, A. Hotz-Wagenblatt, MA. Grohme, S. Hengherr et al. Comparative proteome analysis of Milnesium tardigradum in early embryonic state versus adults in active and anhydrobiotic state. PLoS ONE 7(9): e45682 (2012). Creative Commons (CC BY 2.5).

Joel Kontinen

Seitsemän vuotta sitten Sandeep Eswarappa sattui katsomaan dokumenttielokuvan Cosmos-ohjelmaa ja kiinnostui välittömästi jakson aiheeseen: karhukaiset. Se, että nuppineulan pään kokoiset otukset kestävät äärimmäisiä ympäristöjä maapallolla ja avaruudessa, oli tarpeeksi mahtavaa. Mutta se tosiasia, että nämä organismit, joita kutsutaan myös vesikarhoiksi, selviytyivät kaikista viidestä maapallon massasukupuutoista, kiinnittivät Eswarappan huomion, hän kertoo The Scientistille. "Päätin sitten, että kun palasin Intiaan, perustaisin oman laboratorion,  ja karhukaiset olisi yksi projektini."

Kun hän näki Cosmos-jakson, Eswarappa oli Clevelandin klinikan solubiologian tutkijatohtorina tutkimassa syöpää ja muita verisuonten epänormaaliin kasvuun liittyviä patologioita. Noin vuotta myöhemmin, vuonna 2015, hänet palkattiin perustamaan oma ryhmä Intian tiedeinstituutissa Bangaloressa, ja hän palkkasi jatko-opiskelija Harikumar Suman auttamaan häntä aloittamaan tardigrade-projektin. Kiinnostuneina Suma ja muutamat muut laboratorion opiskelijat alkoivat kammata instituutin kampusten rakoja vesikarhujen tutkimiseksi ja löysivät lopulta joitain betoniseinällä kasvavasta sammalesta.  

Nyt on käynyt ilmi, että karhukaiset valmistavat auringinsuojakerrointa.

Karhukaiset elivät jo oletetulla kambrikaudella. Ne eivät ole ehtineet muuttua ”530 miljoonassa vuodessa”, vaan viihtyvät yhä samanlaisina keskuudessamme.

 Lähde:

Yeager Ashley, 2021, Tardigrades’ List of Super Powers Grows Ever Longer The Scientist 1,1.

 

Karhukainen uhmaa darvinistisia selityksiä superkyvyillään

Pieni mutta sitkeä. Kuva: E. Schokraie, U. Warnken, A. Hotz-Wagenblatt, MA. Grohme, S. Hengherr et al. Comparative proteome analysis of Milnesium tardigradum in early embryonic state versus adults in active and anhydrobiotic state. PLoS ONE 7(9): e45682 (2012). Creative Commons (CC BY 2.5).





Joel Kontinen

Apostoli Paavali kirjoitti Rooman kristityille, että Jumalan teot näkyvät kaikkialla. Me näemme ne kukkien väriloistossa, luonnon matemaattisessa tarkkuudessa (etenkin fraktaaleissa ja Fibonaccin lukujonoissa).

Myös solujemme nanomoottorit ja DNA:n korjausmekanismit kertovat luomisesta.

Lisäksi joissain eläimissä on niin häkellyttäviä piirteitä, että evoluutio ei olisi niitä voinut keksiä: aavikkolisko uhmaa painovoimaa, kaljurotta selviää miltei tyystin ilman happea ja karppi jopa täysin ilman sitä.

Mutta ehkä kaikkien oudoin luotu on pikkuruinen karhukainen, jonka on uhmannut evoluutiota jo ”530 miljoonaa vuotta”.

Karhukainen on eläinkunnan ekstreme-mestari, joka selviää hengissä jopa jäätymisestä.

Tuore tutkimus selvitti, miten se pystyy selviytymään, vaikka sen solut kuivuisivat. Karhukaiset tuottavat proteiinia, jonka avulla niiden solut säilyttävät rakenteensa myös täysin ilman vettä.

Lähde:

Woodward, Aylin. 2017. Tardigrade genomes help explain how they survive without water. New Scientist (27.7.).