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?
אדם יכול לשרוד ללא מים רק כ-100 שעות. אבל יש יצור עמיד כל-כך, שהוא יכול לשרוד בלעדיהם עשרות שנים. החיה הזו באורך מילימטר יכולה לשרוד באקלימים הכי חמים והכי קרים בכדור הארץ, ואפילו יכולה לעמוד ברמות גבוהות של קרינה. זהו דובון המים, והוא אחד היצורים הכי קשוחים על פני כדור הארץ, אפילו אם הוא נראה כמו דובון גומי שמנמן בעל שמונה רגליים. רוב האורגניזמים צריכים מים כדי לשרוד. מים מאפשרים חילוף חומרים, שזה התהליך שמניע את כל התגובות הביוכימיות שמתרחשות בתא. אבל יצורים כמו הטרדיגריידים, הידועים גם כדובוני מים, עוקפים את המגבלות האלו עם תהליך שנקרא אנהידרוביוסיס, מהמילה היוונית שמשמעה חיים בלי מים. וכמה שהם מדהימים, דובוני המים לא לבד. בקטריות, אורגניזמים חד תאיים שנקראים ארכיאה, צמחים, ואפילו חיות אחרות, יכולים לשרוד התייבשות. לדובוני מים רבים, זה דורש מעבר דרך מצב טון. הם מתכרבלים לכדור, מושכים את הראש ושמונה הרגליים לתוך הגוף ומחכים עד שהמים יחזרו. משערים שכשהמים נעשים נדירים ודובוני מים נכנסים למצב טון, הם מתחילים לסנטז מולקולות מיוחדות, שממלאות את תאי דובוני המים כדי להחליף מים שאבדו על ידי יצירת מטריצה. רכיבים של התאים שרגישים ליובש, כמו DNA, חלבונים, וממברנות, נלכדות בתוך המטריצה. משערים שזה שומר על המולקולות האלו נעולות במקום, כדי למנוע מהן להתקפל, להתפרק, או להתאחות יחד. ברגע שהאורגניזם מקבל מים חזרה, המטריצה מתמוססת, משאירה מאחור תאים מתפקדים ולא פגועים. מעבר ליובש, דובוני מים יכולים גם לסבול לחצים קיצוניים אחרים: קיפאון, חימום מעבר לנקודת הרתיחה של מים, רמות גבונות של קרינה, ואפילו ריק של החלל החיצון. זה הוביל לכמה ספקולציות שגויות שדובוני מים הם ישויות חייזריות. למרות שכיף לחשוב על זה, עדויות מדעיות מהססות היטב את מקורותיהם על כדור הארץ, שם הם התפתחו במשך הזמן. למעשה, האבולוציה הארצית הזו יצרה מעל 1100 מינים ידועים של דובוני מים, ויש כנראה רבים אחרים שטרם התגלו. ומשום שדובוני מים הם כה קשוחים, הם קיימים כמעט בכל מקום. הם חיים על כל יבשת, כולל אנטארטיקה. והם בביומים מגוונים כולל מדבריות, לוחות קרח, הים, מים מתוקים, יערות גשם, ופסגות ההרים הכי גבוהים. אבל אפשר למצוא דובוני מים גם במקומות הכי רגילים, כמו בטחב וחזזיות הנמצאים בחצרות, פארקים, ויערות. כל מה שצריך כדי למצוא אותם זה מעט סבלנות ומיקרוסקופ. מדענים מנסים עכשיו לגלות אם דובוני מים משתמשים במצב טון, טכניקת האנטי-התיבשות שלהם, כדי לשרוד לחצים אחרים. אם אנחנו יכולים להבין איך הם, ויצורים אחרים, מייצבים את המולקולות הביולוגיות הרגישות שלהם, אולי נוכל ליישם את הידע הזה כדי לעזור לנו לייצב חיסונים, או כדי לפתח יבולים עמידים ללחץ שיכולים להתמודד עם האקלים המשתנה של כדור הארץ. ואם נדע איך דובוני מים שורדים חשיפה ארוכה לריק של החלל החיצון, מדענים יכולים לייצר רמזים בנוגע למגבלות הסביבתיות של החיים, ואיך לשמור על אסטרונאוטים. בתהליך, דובוני מים יכולים אפילו לעזור לנו לענות על שאלה קריטית: האם החיים יכולים לשרוד על פלנטות הרבה פחות מסבירות פנים משלנו?