Представьте: 2007 год, европейский спутник FOTON-M3 выходит на орбиту. В одном из контейнеров снаружи корпуса, в открытом космосе, без скафандра и без ничего, едут несколько тысяч маленьких существ. Вакуум. Температура от -270 до +150°C. Космическое излучение, которое убивает клетки живой ткани за минуты.
Через десять дней спутник возвращается. Контейнер вскрывают.
Большинство существ живы.
Это тихоходки. И после этой истории мне каждый раз хочется перечитать определение слова «живое».
🔬 Кто это вообще такое
Тихоходка выглядит как восьминогий медвежонок размером с полмиллиметра. Под микроскопом она немного смешная: толстенькая, переваливается с лапки на лапку, морда у неё круглая, с ротовым отверстием в виде трубочки. Зоологи так и называют её неофициально: «водяной медведь».
Живёт она буквально везде. В листьях мха на вашем подоконнике. В морских донных отложениях. В горячих источниках. В антарктическом льду. В гималайских горных озёрах на высоте 6000 метров. Если взять комок влажного мха с любого угла планеты и посмотреть в микроскоп, тихоходка найдётся с вероятностью процентов семьдесят.
Их описали ещё в 1773 году, немецкий священник Иоганн Август Эфраим Гёце. Назвал «kleiner Wasserbär» — маленький водяной медведь. Латинское название Tardigrada означает «медленно идущий». Медленно идущий медведь, живущий в мхе и переживающий открытый космос. Природа иногда превосходит любую фантазию.
💀 Как она это делает
Вот тут начинается самое интересное.
Когда условия становятся невыносимыми — засуха, мороз, радиация, вакуум, ядовитая среда — тихоходка не умирает. Она делает кое-что другое.
Она сжимается в крошечный шарик, убирает все восемь лапок внутрь, выдавливает из тела почти всю воду и замирает. Этот шарик называется «тун». Внешне это что-то среднее между сухой крупинкой и свёрнутым клубком пыли. Обмен веществ падает до 0,01% от нормы. Это почти ноль. Почти, но не ноль.
В таком состоянии тихоходка может лежать без движения десятилетиями. В 2016 году японские учёные разморозили образец антарктического мха, пролежавший во льду 30 лет, и обнаружили там живых тихоходок. Они оттаяли, поползли и начали размножаться.
Тридцать лет. Без еды, воды, тепла и кислорода.
Биологи называют это криптобиозом: состоянием, в котором жизнь будто поставлена на паузу.
☢️ То, что убивает всё остальное
Смертельная доза радиации для человека — около 5 Гр (грей). Это доза, при которой без медицинской помощи погибает половина облучённых. Некоторые тараканы выдерживают до 115 Гр. Долгое время они считались рекордсменами выживаемости.
Тихоходка переносит до 570 000 рентген. В единицах грей это больше 5700 Гр. В тысячу раз больше смертельной дозы для человека.
Учёные из Токийского университета в 2016 году разобрались, почему. Оказалось, у тихоходок есть уникальный белок, Dsup (damage suppressor), который буквально обволакивает молекулы ДНК и физически защищает их от разрывов. Когда исследователи встроили ген этого белка в клетки человека и облучили их рентгеном, повреждений стало вдвое меньше.
Не у тихоходок — у человеческих клеток. Это открытие немедленно привлекло внимание онкологов и исследователей радиационной защиты.
🚀 Космос: что произошло на самом деле
Возвращаясь к тому эксперименту 2007 года. Шведские учёные из экспедиции TARDIS (Tardigrades in Space) поместили тихоходок разных видов во внешние контейнеры спутника. Часть была просто в вакууме и при радиации, часть получала ещё и прямое ультрафиолетовое излучение Солнца, которое на орбите примерно в тысячу раз интенсивнее, чем у поверхности Земли.
Результаты опубликовали в журнале Current Biology в 2008 году. Тихоходки, сидевшие в вакууме и радиации без прямого UV, выжили в большинстве. Те, кого ещё накрыло прямым ультрафиолетом, выжили в меньшем количестве, но часть и из них дожила. После возвращения на Землю они ожили, начали двигаться и отложили яйца.
Яйца тоже оказались жизнеспособными.
Это первое известное животное, которое пережило прямое пребывание в открытом космосе. Не в капсуле, не за стеклом. Снаружи.
🌍 Пять вымираний и одна тихоходка
Тихоходки существуют около 530 миллионов лет. За это время Земля пережила пять массовых вымираний. Исчезали динозавры, морские рептилии, трилобиты, девяносто процентов всех видов за одно пермское вымирание. Тихоходки продолжали ползать по своим мхам.
Для понимания масштаба: современные люди как вид существуют примерно 300 тысяч лет. Тихоходка старше нас в полторы тысячи раз.
Есть гипотеза, что в случае глобальной катастрофы, уничтожившей большинство жизни на Земле, тихоходки переживут и её. Оксфордские исследователи в 2017 году моделировали сценарии астероидного удара, вспышки сверхновой и гамма-всплеска и пришли к выводу, что ни один из этих сценариев не убьёт тихоходок полностью. Для этого нужно было бы выкипятить все океаны, что потребует астероида размером с саму Землю.
Жизнь на этой планете, скорее всего, закончится не раньше тихоходок.
🔭 Зачем нам это знать
Тихоходка размером с точку после запятой, но вопросы, которые она задаёт биологии, огромные.
Как живое вещество может переносить условия открытого космоса? Что такое «минимально необходимые условия для жизни», если это существо обходится почти без всего? Может ли жизнь путешествовать между планетами на метеоритах — и если да, не являются ли тихоходки косвенным аргументом в пользу панспермии?
Белок Dsup уже изучают как потенциальную защиту для клеток при радиотерапии рака. Механизм криптобиоза интересует исследователей сохранения органов для трансплантации: если удастся понять, как клетки «выключаются» без повреждений, это изменит медицину.
Маленький восьминогий медведь из мха на вашем подоконнике может оказаться ключом к нескольким нерешённым задачам.
Пока что он просто ползёт. Медленно. Как и положено по латинскому имени.
