بدون ماء، يمكن للإنسان البقاء على قيد الحياة لمدة 100 ساعة. ولكن هناك كائن قدرته كبيرة على التأقلم لدرجة أن بإمكانه العيش بدونه لعقود. هذا الحيوان الذي يبلغ طوله ملليمتر واحد يمكنه تحمل أكثر البيئات حرارة وبرودة على وجه الأرض، ويمكنه حتى تحمل مستويات عالية من الإشعاع. إنه بطيء المشية، وهو أحد أقوى الكائنات على وجه الأرض، بالرغم من مظهره المشابه لدب مطاطي بدين ذي ثماني أرجل. تحتاج معظم الكائنات الحية للماء للبقاء على قيد الحياة. يسمح الماء بحدوث الأيض، وهي العملية التي تدفع جميع التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تجري في الخلايا. ولكن المخلوقات كبطيء المشية، والذي يعرف أيضًا باسم دب الماء، تتغلب على هذا التقييد بعملية تدعى (أنيدروبيوسيس)، من اليونانية بمعنى الحياة بدون ماء. وبالرغم من كونها غير عادية، فإن بطيئات المشية ليست وحدها. البكتيريا وكائنات وحيدة الخلية تدعى العتائق والنباتات وحتى حيوانات أخرى كلها يمكنها البقاء على قيد الحياة مع الجفاف. للعديد من بطيئات المشية، يتطلب هذا أن تمر بما يسمى بالحالة البرميلية. تتخذ هيئة الكرة، ساحبةً رأسها وأرجلها الثمان داخل جسمها وتنتظر عودة الماء. من المعتقد أنه مع ندرة المياه ودخول بطيئات المشية حالتها البرميلية، فإنها تبدأ بتخليق جزيئات خاصة، التي تملأ خلايا بطيئات المشية لتحل محل المياه المفقودة عن طريق تشكيل مصفوفة. مكونات الخلايا الحساسة للجفاف، مثل الحمض النووي والبروتينات والأغشية، تصبح محاصرة بداخل هذه المصفوفة. من المعتقد أن هذا يثبّت هذه الجزيئات في موقعها بإحكام لمنعها من التفكك أو التحلل أو الاندماج معًا. وبمجرد أن يتم تعويض المياه، تذوب المصفوفة، تاركةً وراءها خلايا سليمة ووظيفية. علاوة على الجفاف، تستطيع بطيئات المشية تحمل ضغوط شديدة أخرى: التجميد والتسخين لدرجة حرارة أعلى من نقطة غليان الماء ومستويات عالية من الإشعاع، وحتى فراغ الفضاء الخارجي. وقد أدى ذلك إلى بعض التكهنات الخاطئة بأن بطيئات المشية هي كائنات من خارج كوكب الأرض. قد تكون هذه الفكرة ممتعة، ولكن الأدلة العلمية تؤكد بما لا يدع مجالًا للشك أصلها على الأرض حيث تطورت مع مرور الزمن. في الواقع، لقد أدى هذا التطور الأرضي إلى ظهور أكثر من 1100 نوع معروف من بطيئات المشية، وهناك على الأرجح العديد من الأنواع الأخرى التي لم تكتشف بعد. ولأن بطيئات المشية قوية التحمّل، فهي موجودة في كل مكان تقريبًا. وهي تعيش في كل القارات، بما فيها القارة القطبية الجنوبية. وتتواجد في مناطق حيوية متنوعة بما فيها الصحارى والصفائح الجليدية والبحار والمياه العذبة والغابات المطيرة وأعلى قمم الجبال. ولكن يمكنك أن تجد بطيئات المشية في أكثر الأماكن العادية أيضًا، مثل الطحالب والأشنات الموجودة في الحدائق والمتنزهات والغابات. كل ما تحتاجه للعثور عليها هو قليل من الصبر ومجهر. يحاول العلماء الآن معرفة ما إذا كانت بطيئات المشية تستخدم الحالة البرميلية، وهي تقنيتها لمكافحة التجفيف، لتحمل الضغوط الأخرى. إذا استطعنا فهم كيفية قيامها هي وغيرها من الكائنات بتثبيت جزيئاتها الحيوية الحساسة، ربما يمكننا تطبيق هذه المعرفة لتساعدنا على تثبيت اللقاحات، أو لتطوير محاصيل تتحمل الإجهاد التي يمكنها أن تتكيف مع مناخ الأرض المتغير. ومن خلال دراسة كيفية تحمّل بطيئات المشية التعرض لفترات طويلة لفراغ الفضاء الخارجي، يمكن للعلماء توليد أدلة حول الحدود البيئية للحياة وكيفية حماية رواد الفضاء. أثناء ذلك، بإمكان بطيئات المشية مساعدتنا على الإجابة على سؤال حاسم: هل يمكن للحياة الاستمرار على كواكب أقسى بكثير من كوكبنا؟
Without water, a human can only survive for about 100 hours. But there's a creature so resilient that it can go without it for decades. This one millimeter animal can survive both the hottest and coldest environments on Earth, and can even withstand high levels of radiation. This is the tardigrade, and it's one of the toughest creatures on Earth, even if it does look more like a chubby, eight-legged gummy bear. Most organisms need water to survive. Water allows metabolism to occur, which is the process that drives all the biochemical reactions that take place in cells. But creatures like the tardigrade, also known as the water bear, get around this restriction with a process called anhydrobiosis, from the Greek meaning life without water. And however extraordinary, tardigrades aren't alone. Bacteria, single-celled organisms called archaea, plants, and even other animals can all survive drying up. For many tardigrades, this requires that they go through something called a tun state. They curl up into a ball, pulling their head and eight legs inside their body and wait until water returns. It's thought that as water becomes scarce and tardigrades enter their tun state, they start synthesize special molecules, which fill the tardigrade's cells to replace lost water by forming a matrix. Components of the cells that are sensitive to dryness, like DNA, proteins, and membranes, get trapped in this matrix. It's thought that this keeps these molecules locked in position to stop them from unfolding, breaking apart, or fusing together. Once the organism is rehydrated, the matrix dissolves, leaving behind undamaged, functional cells. Beyond dryness, tardigrades can also tolerate other extreme stresses: being frozen, heated up past the boiling point of water, high levels of radiation, and even the vacuum of outer space. This has led to some erroneous speculation that tardigrades are extraterrestrial beings. While that's fun to think about, scientific evidence places their origin firmly on Earth where they've evolved over time. In fact, this earthly evolution has given rise to over 1100 known species of tardigrades and there are probably many others yet to be discovered. And because tardigrades are so hardy, they exist just about everywhere. They live on every continent, including Antarctica. And they're in diverse biomes including deserts, ice sheets, the sea, fresh water, rainforests, and the highest mountain peaks. But you can find tardigrades in the most ordinary places, too, like moss or lichen found in yards, parks, and forests. All you need to find them is a little patience and a microscope. Scientists are now to trying to find out whether tardigrades use the tun state, their anti-drying technique, to survive other stresses. If we can understand how they, and other creatures, stabilize their sensitive biological molecules, perhaps we could apply this knowledge to help us stabilize vaccines, or to develop stress-tolerant crops that can cope with Earth's changing climate. And by studying how tardigrades survive prolonged exposure to the vacuum of outer space, scientists can generate clues about the environmental limits of life and how to safeguard astronauts. In the process, tardigrades could even help us answer a critical question: could life survive on planets much less hospitable than our own?