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?
Bir insan su içmeden 100 saat yaşayabilir. Ancak öyle bir canlı var ki onlarca sene boyunca sussuz kalabilir. Bir milimetre küçüklüğündeki bu canlı Dünya'nın hem en sıcak, hem de en soğuk iklimlerde yaşayabilir ve yüksek radyasyon seviyelerine bile dayanabilir. İşte karşınızda tardigrada. Dünya'daki en dayanıklı canlılardan birisidir. Sekiz bacaklı şişman bir sakızlı ayıya benzese bile. Çoğu organizmanın yaşaması için su gereklidir. Su metabolizmayı tetikler, bu da hücrelerde yer alan tüm biyokimyasal reaksiyonları sürdüren bir işlemdir. Ancak su ayıları olarak da bilinen tardigrada gibi canlılar, Yunanca'da susuz hayat anlamına gelen anhidrobiyoz yöntemiyle bu kısıtlamadan kaçınabilirler. Ne kadar inanılmaz olursa olsun, tardigradalar yalnız değildir. Bakteriler, arke adı verilen tek-hücreli organizmalar, bitkiler ve bazı diğer hayvanlar da kuruyunca hayatta kalabilirler. Birçok tardigrada için, bu işlem için bir tür kapanma durumundan geçerler. Bir top hâline bükülürler, başlarını ve sekiz bacaklarını içeriye doğru çekerler ve suyun dönmesini beklerler. Suyun sınırlı olduğu durumlarda ve tardigradalar kapanma durumuna geldiklerinde, özel moleküller sentezledikleri düşünülür. Bu da tardigradanın hücrelerindeki kayıp suyu bir kalıp oluşturarak telafi eder. Kuruluğa karşı hassas hücrelerin bileşenleri, DNA, proteinler ve membranlar gibi, bu kalıbın içerisinde hapsolurlar. Burada moleküllerin kilitli bir pozisyonda tutulmalarıyla, çözümlenmelerini, parçalanmalarını ve birleşmelerini önlediği düşünülür. Organizma yeniden sulandırıldığında, bu kalıp çözümlenir ve geriye çalışabilir ve zarar görmemiş hücreler bırakılır. Kuruluğun ötesinde, tardigradalar diğer olağanüstü durumlarda da dayanıklıdırlar: Donmak, suyun kaynama noktasını geçen ısılarda kalmak, yüksek radyasyon seviyeleri ve hatta uzay boşluğu. Bu gibi durumlar tardigradaların uzaylı olduklarına dair bazı hatalı tahminlere neden olmuştur. Bunu düşünmek eğlenceli olsa bile bilimsel kanıt, kökenlerinin Dünya'dan olduklarını gösterir ve zamanla burada evrimleşmişlerdir. Hatta bu dünyevi evrim yaklaşık olarak 1100 tardigrada türünü ortaya çıkarmıştır ve büyük ihtimalle hâlâ keşfedilmeyi bekleyen diğerleri de vardır. Tardigradalar çok dayanıklı oldukları için neredeyse her yerde bulunurlar. Bütün kıtalarda, Antarktika'da bile yaşıyorlar. Farklı ortamlarda bile bulunurlar; bunlara çöller, buz tabakaları, deniz, tatlısu, yağmur ormanları ve en yüksek dağların tepeleri de dâhil. Ancak tardigradaları sıradan yerlerde de bulabilirsiniz: Bahçelerdeki yosun ve likenlerde, parklarda ve ormanlarda. Onları bulmak için tek ihtiyacınız biraz sabır ve bir mikroskoptur. Bilim insanları şu an tardigradaların kapanma durumlarını, yani anti-kuruma tekniklerini, diğer zorlu koşullarda da kullanıyorlar mı diye araştırıyorlar. Eğer onların ve diğer canlıların hassas biyolojik moleküllerini nasıl dengeleyebildiklerini anlayabilirsek o zaman bu bilgiyi kullanarak aşıları stabilize edebiliriz ya da Dünya'nın değişen iklimine dayanıklı ekinler geliştirebiliriz. Tardigradaların uzun bir süre uzay boşluğuna maruz kalıp nasıl yaşadıklarını inceleyerek, bilim insanları yaşamın çevresel sınırları ile ilgili ve astronotları nasıl koruyabileceklerine dair fikirler üretebilirler. Bu süreçte, tardigradalar bize çok ciddi bir soruyla ilgili bir cevap sunabilirler: Gezegenimizden daha az yaşanılabilir olan gezegenlerde hayat sürdürülebilir mi?