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 води людина може вижити не більше 100 годин. Але існує істота, яка може жити без неї десятиріччями. Ця одноміліметрова тваринка виживає в найгарячішому та найхолоднішому середовищах на Землі, вона навіть витримує високі рівні радіації. Ця тварина - тихохода, одна з найстійкіших істот на Землі, навіть якщо вона нагадує пухкого, восьмилапого мармеладного ведмедика. Більшість організмів потребують води для виживання. Вода забезпечує обмін речовин, процес, який запускає всі біохімічні реакції, можливі у клітинах. Але тихоходи, також відомі як "водяні ведмеді", обходять це обмеження за допомогою процесу ангідробіозу, у перекладі з грецької мови - "життя без води". Попри свої надзвичайні здібності, тихоходи не одні такі. Бактерії, одноклітинні організми під назвою археї, рослини, навіть деякі інші тварини здатні вижити, повністю пересохнувши. Багатьом тихоходам для цього потрібно пройти через "стан бочки". Вони скручуються у кулю, увібравши свою голову і вісім ніг у тіло, і очікують повернення води. Вважається, що з нестачею води тихоходи, увійшовши у "стан бочки", починають синтезувати особливі молекули, які наповнюють їхні клітини, замінюють втрачену воду і формують матрицю. Складові клітин, чутливі до висихання, такі як ДНК, білки та мембрани, потрапляють до цієї матриці. Імовірно, це затримує молекули на одному місці, щоб запобігти їхньому розгортанню, розпаданню або зливанню. Щойно організм насичується водою, матриця розчиняється, залишивши неушкоджені функціонуючі клітини. Окрім засухи, тихоходи здатні витримати інші екстремальні навантаження: заморожування, нагрівання до температури вище кипіння води, високі рівні радіації, та навіть вакуум відкритого космосу. Це призвело до хибної теорії про позаземне походження тихоход. Ідея досить потішна, але наукові свідчення доводять виникнення тихоход на Землі, де вони з часом еволюціонували. Насправді, ця рання еволюція викликала появу більше 1100 відомих різновидів тихоход, певно, залишилось відкрити ще багато інших. Через свою витривалість тихоходи живуть майже всюди. Вони існують на кожному континенті, включно з Антарктидою. Їх можна знайти у різних біомах, таких як пустелі, льодовики, моря, прісні води, тропічні ліси та вершини найвищих гір. Але зустріти тихоход можна й у найзвичайнісіньких місцях, таких як мох або лишайник на подвір'ях, у парках і лісах. Усе, що вам потрібно, це трохи терпіння та мікроскоп. Учені намагаються з'ясувати, чи використовують тихоходи "стан бочки", їхню техніки проти висихання, щоб протистояти іншим стресам. Якщо ми зрозуміємо, як вони та інші істоти усталюють свої чутливі біомолекули, можливо, ці знання допоможуть нам стабілізувати вакцини або розробити стресостійкі рослини, які зможуть подолати зміни у кліматі. Вивчаючи, як тихоходи виживають перебуваючи тривалий час незахищеними у вакуумі відкритого космосу, вчені здатні визначити межі можливого існування життя та розробити методи захисту космонавтів. У процесі тихоходи можуть допомогти нам відповісти на вирішальне питання: чи може життя існувати на планетах, менш придатних для нього, ніж наша?