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?
Bez wody człowiek może przeżyć około stu godzin. Ale istnieje stworzenie tak odporne, że bez wody może przetrwać dekady. To milimetrowe zwierzątko może przeżyć w najcieplejszym i najzimniejszym klimacie na Ziemi i jest też odporne na promieniowanie. To niesporczak, jeden z największych twardzieli na Ziemi, nawet jeśli wyglądem przypomina bardziej grubiutkiego, ośmionogiego misia żelkę. Większość organizmów do życia potrzebuje wody. Dzięki niej zachodzą procesy metaboliczne, napędzające reakcje biochemiczne zachodzące w komórkach. Ale stworzenia jak niesporczak, nazywany także niedźwiedziem wodnym, omijają tę restrykcję dzięki procesowi zwanemu anhydrobiozą, co z greckiego znaczy życie bez wody. Ten niezwykły proces spotkamy też u innych zwierząt. Bakterie, jednokomórkowce zwane archeonami, rośliny oraz inne zwierzęta, potrafią przetrwać, wysychając. Dla wielu niesporczaków oznacza to, że muszą wejść w stan kryptobiozy. Zwijają się w kuleczkę, chowając głowę i nóżki pod siebie, i czekają, aż pojawi się woda. Kiedy zaczyna brakować wody i niesporczaki wchodzą w stan kryptobiozy, zaczynają wytwarzać specjalne cząsteczki, które wypełniają ich komórki i zastępują utraconą wodę, tworząc substancję międzykomórkową. Wrażliwe na brak wody elementy komórek, jak DNA, białka i błony komórkowe, są więzione w tej substancji. Uważa się, że dzięki temu molekuły zostają na swoim miejscu, co zapobiega ich denaturacji, rozpadowi i łączeniu się. Po ponownym nawodnieniu organizmu substancja międzykomórkowa rozpuszcza się, pozostawiając komórki nieuszkodzone i w pełni funkcjonalne. Oprócz suszy niesporczakom niestraszne są inne warunki ekstremalne. Przeżyją zamrożone, w temperaturze powyżej stu stopni, w środowisku radioaktywnym, a nawet w próżni kosmicznej. Doprowadziło to do mylnych spekulacji, że niesporczaki to istoty pozaziemskie. Choć fajnie jest o tym pomyśleć, naukowcy nierozerwalnie wiążą ich pochodzenie z Ziemią, gdzie ewoluowały latami. Ta ewolucja dała początek ponad 1100 znanym gatunkom niesporczaków. Bardzo możliwe, że kolejne wciąż czekają na odkrycie. Te odporne stworzonka można spotkać niemal wszędzie. Występują na każdym kontynencie, włącznie z Antarktydą, i w różnych ekosystemach jak pustynia, lądolód, morze, wody słodkie, lasy deszczowe i najwyższe szczyty górskie. Ale spotkamy je też w najzwyklejszych miejscach, w podwórkowych mchach i porostach, w parkach i w lasach. Żeby je znaleźć, potrzeba mikroskopu i odrobiny cierpliwości. Naukowcy próbują ustalić, czy niesporczaki stosują stan kryptobiozy, pozwalający im przetrwać brak wody, w innych niekorzystnych warunkach. Jeśli zrozumiemy, jak te i inne organizmy stabilizują wrażliwe cząsteczki biologiczne, możliwe, że uda nam się zastosować tę wiedzę do stabilizacji szczepionek lub wyhodowania roślin uprawnych odpornych na zmieniający się klimat. To, jak niesporczaki radzą sobie z długotrwałym przebywaniem w próżni kosmicznej, może rzucić światło na środowiskowe limity życia i zwiększyć bezpieczeństwo astronautów. W efekcie niesporczaki mogą nam pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytanie: czy życie może istnieć na planetach mniej przyjaznych niż Ziemia?