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?
인간은 물 없이 약 100시간 밖에 살 수 없습니다. 하지만 물 없이도 몇십 년 가까이 버틸 수 있는 생명체가 있습니다. 이 1mm 정도의 동물은 지구의 가장 더운 곳에서도 가장 추운 곳에서도 살아남을 수 있습니다. 심지어 높은 방사능 농도에서도요. 완보동물이라고 불리는 이 동물은 지구에서 가장 강인한 생물입니다. 비록 다리 여덟 개 달린 곰젤리처럼 생기긴 했지만요. 대부분의 생명체는 생존하기 위해 물이 필요합니다. 물은 신진대사를 하게 하는데 이는 세포에서 일어나는 모든 화학적 반응을 추진합니다. 하지만 물곰이라고도 불리는 완보동물같은 생물들은 '탈수가사'라는 과정을 통해 이 제한을 피해갑니다. 이는 그리스어로 물이 없는 삶을 의미합니다. 매우 대단하지만, 완보동물 뿐이 아닙니다. 박테리아 단세포 생물인 고세균 식물 그리고 다른 동물들도 메마르는 것을 견딜 수 있습니다. 많은 완보동물들은 '통 상태'라는 과정을 거쳐야합니다. 머리와 다리 여덟 개를 몸 안에 넣고 몸을 공처럼 말아서 물이 돌아올 때까지 기다리는 것이죠. 완보동물들은 물이 모자람에 따라 통 상태에 들어가게 되면 특별한 분자를 합성해서 잃어버린 물 대신 세포를 채운다고 알려져 있습니다. 매트릭스를 만들어서 말이죠. 세포에서 건조함에 민감한 요소들 예를 들면, DNA 단백질 그리고 세포벽 등은 이 매트릭스 안에 가둬집니다. 이것은 이 분자들을 한 곳에 고정시켜 펴지거나 부서지거나 뭉쳐지는 것을 방지한다고 합니다. 생물이 다시 물을 흡수하기 시작하면, 이 매트릭스는 녹고 온전하고 작동되는 세포들만 남습니다. 완보동물들은 건조함 뿐만 아니라 다른 극한의 조건들도 견딜 수 있습니다. 얼려지거나 물의 끓는점을 넘는 온도까지 데워지거나 높은 지수의 방사능 그리고 우주의 진공조차도 견딜 수 있습니다. 이는 완보동물들이 외계에서 온 생명체라는 잘못된 가설을 낳기도 했습니다. 흥미로운 가설이긴 하지만 과학적 증거들은 완보동물들이 지구에서 서서히 진화해 왔다고 보여줍니다. 게다가 이 세속적인 진화는 1100개가 넘는 종류의 완보동물로 이어졌고, 아직 발견되지 못한 이들도 많을 것입니다. 그리고 완보동물은 매우 강해서 거의 모든 곳에 존재합니다. 그들은 남극을 포함한 모든 대륙에 삽니다. 그리고 사막이나 얼음판 바다 민물 열대 우림 그리고 가장 높은 산꼭대기 등 다양한 환경에서 삽니다. 하지만 완보동물을 평범한 곳에서도 찾을 수 있습니다. 마당에 있는 이끼 공원 그리고 숲 같은 곳에서 말이죠. 그들을 찾기위해서는 참을성과 현미경만 있으면 됩니다. 과학자들은 현재 완보동물들이 자신의 건조 방지 기술인 통 상태를 다른 자극들도 견디기 위해 사용하는지 알아보고 있습니다. 그들과 다른 동물들이 어떻게 예민한 생물학적 분자들을 안정시키는지 이해할 수 있으면 어쩌면 이 지식을 사용해서 백신을 안정시키거나 응력 내성 작물을 통해 지구의 변화하는 기후를 견디도록 할 수도 있습니다. 그리고 완보동물들이 어떻게 우주에서의 지속적인 노출 속에서도 살 수 있는지를 통해 과학자들은 삶의 환경적 요인에 대한 단서를 얻을 수 있습니다. 우주인들을 보호할 수 있는 방법도 말이죠. 그 과정에서, "지구보다 더 척박한 행성에서도 생명이 살 수 있을까?" 같은 중요한 질문에 대한 답을 얻을 수 있을지도 모릅니다.