بالاخره راز جاودانگی خرس آبی ، جانور نامیرا و سرسخت عجیب کشف شد

بیشتر گونه‌های خرس آبی از ۰٫۳ تا ۰٫۵ میلی‌متر طول دارند و بزرگترین آن‌ها به کمتر از ۱٫۵ میلی‌متر می‌رسد. سرعت حرکت‌ این موجودات میکروسکوپی به قدری کند است که به جانور کُندرو یا تنبل معروف هستند.

بسیاری از 1300 گونه شناخته شده تاردیگرید که در زبان عامیانه به عنوان خرس آبی شناخته می‌شوند، شرایطی را تحمل می‌کنند که برای سایر موجوداتی که تاکنون شناخته‌ شده‌اند کشنده است. محققین می‌گویند حتی اگر آن‌ها را گرسنه نگه دارید، بجوشانید، منجمد کنید، در معرض تابش مستقیم و لیزری کشنده قرار دهید، یا با تفنگ به آن‌ها شلیک کنید، بازهم آن‌ها به زندگی خود ادامه خواهند داد!

خرس‌ آبی می‌تواند در برابر دمایی از صفر مطلق تا دمای نقطه جوش آب را بدون هیچ مشکلی تحمل کند. اعضای این گونه همچنین می‌توانند در برابر پرتو خورشیدی، پرتو گاما یا پرتو یونی، به میزانی چند صد برابر آنچه که برای یک انسان کشنده است، زنده بمانند.

نبود آب و غذا برای مدت‌های طولانی (در حدود ده سال) نیز برای آن‌ها مسئله‌ای نیست و تا حدی که میزان آب بدنشان به ۳ درصد برسد می‌توانند مقاومت کنند. اولین خرس‌ آبی در سال ۱۷۷۳ کشف شد و از سال ۱۷۷۸ تاکنون بیش از ۵۰۰ گونه جدید از خرس های آبی در جهان یافت شده‌ است.

این موجودات بادوام و جاودانه در سال ۲۰۰۷ همراه فضانوردان به فضا فرستاده شدند. طی آزمایش‌های صورت گرفته، این موجود ۱۰ روز در خلأ قرار گرفت. خرس آبی توانست از این آزمایش زنده بیرون آید و حتی گزارش شده است تعدادی از آن‌ها در شرایط سخت موجود در فضا شروع به تخم‌گذاری کرده بودند! گونه‌های خرس آبی پس از اتمام آزمایشات مربوطه کاملا سالم به زمین بازگردانده شدند.

هنگامی که این جانوران آبزی خود را در محیطی می‌یابند که آب بدن آن‌ها را از بین می‌برد، به شکل گردی به نام تون چروکیده می‌شوند. همانطور که کونیدا آکیهیرو تاناکا، زیست‌شناس دانشگاه توکیو و همکارانش در مقاله خود توضیح می‌دهند، خرس های آبی کم‌آب به‌طور استثنایی پایدار هستند و می‌توانند در برابر بسیاری از شرایط از جمله قرار گرفتن در معرض خلاء فضا مقاومت کرده و می‌توانند خود را احیا کنند.

کونیدا می‌گوید: «تصور می‌شود که وقتی آب از یک سلول خارج می‌شود، نوعی پروتئین باید به سلول کمک کند تا قدرت بدنی خود را حفظ کرده و از فروپاشی جلوگیری کند.» بنابراین، محققان گروهی از تاردیگرادها را که به دلیل توانایی‌های کم‌آبی‌شان به نام eutardigrades شناخته می‌شوند، برای پروتئین‌هایی که می‌توانند این پدیده را توضیح دهند، بررسی کردند و 336 مظنون منحصر به فرد را طی این بررسی یافتند.

کونیدا توضیح می‌دهد: «پس از آزمایش چندین نوع مختلف، متوجه شدیم که پروتئین‌های محلول در گرما فراوان سیتوپلاسمی (CAHS) که منحصر به خرس آبی هستند، مسئول محافظت از سلول‌های خود در برابر کم آبی است.» محققان با استفاده از آزمایشات روی سلول‌های انسان و حشرات توانستند نشان دهند پروتئین CAHS سفتی سلول را افزایش می‌دهد و سلول را در برابر انقباض ناشی از فشار آب از دست می‌دهد. پروتئین‌ها حتی از سلول‌ها در برابر فشار بیش از حد آب نیز محافظت می‌کنند.

بنابراین می‌توان گفت که این گونه زیستی به مرور زمان توانایی تحمل شرایط خطرناک و آسیب‌رسان را به دست آورده است و بر اثر تکامل، از یک پروتئین محافظتی عجیب بهره‌مند شده است. این پروتئین از DNA موجود در بدن خرس آبی در مقابل اثرات مخرب امواج رادیواکتیو محافظت می‌کند. این پروتئین به‌طور فیزیکی به DNA می‌چسبد و بدون اینکه در عملکردهای عادی آن اختلال ایجاد کند، از آن محافظت می‌کند.

تاناکا می‌گوید: «تلاش برای مشاهده نحوه رفتار پروتئین‌های CAHS در سلول‌های حشرات و انسان، چالش‌های جالبی را به همراه داشت. روش معمولی رنگ‌آمیزی به محلول‌های حاوی آب نیاز دارد. بدیهی است هر آزمایشی را که در آن غلظت آب عاملی است که می‌خواهیم آن را کنترل کنیم، مخدوش می‌کند. بنابراین، ما برای حل این مشکل به یک راه حل مبتنی بر متانول روی آوردیم.»

این راه حل به آن‌ها این امکان را داد تا پروتئین‌های CAHS را در سلول‌های رشد یافته در آزمایشگاه ببینند. پروتئین‌های CAHS که رشته‌هایی را به عنوان یک سلول انسانی کشت داده شده تشکیل می‌دهند، کم آب می‌شوند. به نظر می‌رسد پروتئین‌های CAHS به عنوان ساختارهای داربست سلولی مشابه اسکلت سلولی خود یاخته عمل می‌کنند، اما فقط زمانی که سلول‌ها با استرس از دست دادن آب مواجه می‌شوند.

در سلول‌های کم آب، پروتئین‌های CAHS به یکدیگر متصل می‌شوند تا تارهای عنکبوتی از رشته‌های پشتیبان را تشکیل دهند و یک انتقال برحسب تقاضا به این فاز پر از رشته و ژل مانند را به‌وجود آورند. ساختارهای اسکلت سلولی از یاخته در برابر مشکلات ناشی از کمبود فشار آب محافظت کرده و به پایداری باورنکردنی گونه‌های خرس آبی کمک می‌کنند.

فرآیندی که توصیف شد آنهیدروبیوز نامیده می‌شود و به خرس آبی اجازه می‌دهد تا زندگی خود را از همان جایی که متوقف کرده بود ادامه دهد. و این‌گونه این موجود یک بار دیگر به شرایط آبرسانی باز می‌گردد.

دانشمندان در مطالعات گذشته فقط به دنبال اجزای ژنتیکی این توانایی بوده‌اند. اما محققان در این مطالعه جدید در پی کشف و جست‌وجوی پروتئین‌های واقعی بودند. ترفندهای بیولوژیکی دقیقی مانند این‌ها به این حیوانات هشت پا اجازه داده است تا از زمان‌های دور، دریچه‌های آتشفشانی سوزان، فشار خرد کننده اعماق اقیانوس‌ها، جنگل‌های استوایی و تاندرای یخی، به گوشه و کنار سیاره ما برسند.

کونیدا می‌گوید: «همه چیز در مورد خرس آبی جذاب است. دامنه شدید محیط‌هایی که برخی از گونه‌ها می‌توانند زنده بمانند، ما را به کشف مکانیسم‌ها و ساختارهایی سوق می‌دهد که قبلاً دیده نشده‌اند. برای یک زیست‌شناس، این میدان یک معدن طلا است.»

سایر پروتئین‌های منحصربه‌فرد دیگری که تاناکا و همکارانش از بدن خرس آبی جدا کرده‌اند، ممکن است سرنخ‌های بیشتری در مورد اینکه چگونه تاردیگریدها تمام شاهکارهای چشمگیر خود را مدیریت می‌کنند، داشته باشد.

منبعsciencealert