Tardigrades, eller “vann bjørn,” er kjent for sin bemerkelsesverdig overlevelse ferdigheter. Men disse mikroskopiske skapninger er langt mer uberørte enn vi trodde. I en nylig eksperiment, forskere i Japan vellykket gjenopplivet en tardigrade som hadde vært frosset for mer enn tre tiår.
Som er en ny rekord.
Tardigrades er små vann-bolig extremophiles som er i stand til å motstå noen av de mest alvorlige miljømessige forhold, herunder frysing, total dehydrering, stråling, og selv vakuum plass. Mye av dette har å gjøre med deres ekstraordinære genom, som nesten 18% består av DNA fra andre organismer, inkludert planter, sopp, bakterier og virus.
Før den nye studien av cryobiologists ved National Institute of Polar Research i Tokyo, verdensrekorden for å gjenopplive en frossen tardigrade var ni år. Prøvene ble opprinnelig samlet inn på Showa-Stasjonen i Antarktis i November 1983. Forskerne var faktisk samle mose, men prøvene som skjedde til å omfatte to tardigrades og et egg. Den frosne tardigrades, sammen med moss eksempel, ble brakt tilbake til Japan, hvor de ble lagret i 30 år og seks måneder ved en temperatur på -20 grader C (-4 grader F).
Når frosset, tardigrades gå inn i en tilstand kalt cryptobiosis, der deres metabolske aktiviteter er slått av eller er stanset for en lengre periode av tid. I løpet av denne staten, en organisme viser ingen synlige tegn til liv. Forskere har dokumentert flere ulike strategier for cryptobiosis i dyr, inkludert uttørking (ekstrem tørrhet), osmotisk trykk (som tillater organismer til å tåle skiftende variasjoner i miljøet, blant annet saltholdighet), oksygenmangel (dyr kan bremse eller stanse metabolske prosesser ved å bremse ned for å puste), og selvfølgelig, frysing. Tardigrades er bemerkelsesverdig i at de bruker alle disse metodene.
Sponset
I Mars 2014, forskere trakk prøvene ut av lagring og begynte tining prosesser. De klarte å gjenopplive egg og en av de to frosne tardigrades, kalt SB-1. Ikke overraskende, tardigrade tok sin søte tid på å komme tilbake til livet. Forfatterne beskriver prosessen:
SB-1 første viste liten bevegelse i sin 4. par ben på den første dagen etter rehydrering. Dette kommet til en vridning av kroppen fra dag 5 sammen med bevegelsen i sin 1. og 2. par bein, men bevegelsene vært treg. Etter å ha startet å forsøke å løfte seg selv på dag 6, SB-1 begynte å sakte krype på agar-overflate av kultur langt på dag 9, og begynte å spise knyttet til mat som tilbys… i kultur plate på dag 13.
Så det tok to uker for SB-1 til å begynne å bevege seg og spise normalt. Utrolig, gjenopplivet vann bære selv klarte å legge 19 egg, hvorav 14 klekket. Ingen avvik ble oppdaget i avkom.
Den nye plata utvider vår forståelse av denne skapningen er unik evne til å avverge oksidativ skade mens frossen. SB-1 er forlenget recovery antyder disse dyrene trenger litt tid til å reparere skaden som er påløpt i løpet cryptobiosis—i dette tilfellet, over tre tiår verdt. Når vi ser fremover, og forskerne håper å forbedre sine “forståelse av mekanismer og betingelser som ligger til grunn for langsiktig bevaring og overlevelse av dyr.”
Ved å studere tardigrades og andre dyr som er i stand til cryptobiosis, forskere kan lære mer om extremophiles og hvordan de er i stand til å overleve de mest krevende forhold. Det er også av interesse å astrobiologists, som spekulerer i om liv på andre planeter eller måner. Fremskritt i vår forståelse av cryobiology kan også føre til nye medisiner, behandlinger og kirurgiske teknikker. Og hvem vet, det kan også føre til ny innsikt i kryoniske praksis med lagring av døde personer i kjølelager for eventuell “reanimation.”
Like bemerkelsesverdig som 30-års-posten er, det er ikke den lengste lengde av tid for en frossen organismen til å bli gjenopplivet. Som skille tilhører en plante-parasittiske nematode-ormen, Tylenchus polyhypnus, som overlevde etter nesten 39 år i en frossen tilstand. Også på andre etappe larver av en annen nematode, Anguina tritici, ble gjenopplivet etter 32 år.
Les hele studien på Cryobiology Magazine: “Utvinning og gjengivelse av en Antarktis tardigrade hentet fra moss eksempel frosset i over 30 år”.
[The Wall Street Journal Japan]
Øverste bilde: Cutuncus antarcticus, en person som representerer SB-3 belastning, viser Chlorella sp. inne i magen. Skala bar, 100 µm. Via M. Tsujimoto et al., 2015/Cryobiology Magazine. Nederste bilde Schokraie E, Warnken et al., 2012 /PLoS ONE.
E-post forfatteren på george@gizmodo.com og følg ham @dvorsky.