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?
Без воды человек может прожить не более 100 часов. Но на свете есть существо, которое может обходиться без воды десятилетиями. Это животное, длиной всего миллиметр, выживает как в самых жарких, так и в самых холодных уголках Земли и даже переносит высокие дозы радиации. Это тихоходка, и это одно из самых стойких созданий на Земле, пусть она и напоминает пухленького восьмилапого мармеладного мишку. Большинству организмов для выживания требуется вода. Вода необходима для метаболизма, процесса, который запускает все биохимические реакции, происходящие в клетках. Однако создания вроде тихоходки, прозванной «водяным медведем», обходят это ограничение при помощи так называемого ангидробиоза, что по-гречески означает «жизнь без воды». Это поразительное свойство, но тихоходки в этом не одиноки. Бактерии, одноклеточные существа под названием археи, растения, даже некоторые животные могут выжить, полностью пересохнув. Большинству тихоходок для этого требуется пройти через так называемое «состояние бочонка». Они сворачиваются в шар, втягивают внутрь голову и восемь ног и ждут, когда вернётся вода. Считается, что когда воды становится мало и тихоходки входят в состояние ангидробиоза, они начинают синтезировать особые молекулы, которые заполняют клетки тихоходки, замещают потерянную воду и образуют своеобразную матрицу. Компоненты клетки, чувствительные к высыханию, например, ДНК, белки и мембраны попадают в эту матрицу. Предположительно, она удерживает молекулы на месте, не давая им развернуться, развалиться на части или оказаться сцепленными вместе. После того, как организм восполняет запасы воды, матрица растворяется, оставляя неповреждённые, полностью функциональные клетки. Помимо засухи, тихоходки могут переносить и другие экстремальные нагрузки: их можно заморозить, нагреть до температуры выше точки кипения воды, облучить высокой дозой радиации и даже поместить в вакуум в открытом космосе. Это привело к спекуляциям на тему того, что тихоходки будто бы прилетели к нам с других планет. Идея забавная, но у науки достаточно свидетельств того, что тихоходки возникли на Земле, где постепенно эволюционировали. Эволюция привела к появлению более чем 1 100 известных видов тихоходок и, скорее всего, множества ещё неизвестных. Поскольку тихоходки так выносливы, они существуют практически везде. Они живут на каждом континенте, включая Антарктиду. Их можно обнаружить в самых разных экосистемах, включая пустыни, ледяные пустоши, море, пресные водоёмы, джунгли и горные вершины. Тихоходок можно обнаружить и в самых обыкновенных местах, например, на мхах и лишайниках, в саду, парке или лесу. Для того чтобы их найти, требуется немного терпения и микроскоп. Учёные пытаются выяснить, используют ли тихоходки своё состояние ангидробиоза, свой метод борьбы с засухой, чтобы переживать другие виды стресса. Если мы поймём, как подобные создания стабилизируют свои чувствительные биомолекулы, возможно, мы сможем применить это знание для стабилизации вакцин или создадим стрессоустойчивые растения, легко переносящие потепление климата. Учёные изучают, как тихоходки переживают продолжительное нахождение в вакууме в открытом космосе, и проясняют пределы возможного для живых организмов и правила безопасности для космонавтов. В процессе тихоходки могут даже помочь ответить на важнейший вопрос: может ли жизнь существовать на планетах, менее пригодных для этого, чем наша?