Тихоходка - водяной медведь. Водяной медведь или тихоходкиа- самое выносливое существо на земле

Уроки стиля 15.02.2019

Уроки стиля

Знакомьтесь, это тихоходки (лат. Tardigrada) - тип микроскопических беспозвоночных, близких к членистоногим, Экстремофилы, - одни из самых удивительных существ на Земле.
Они не боятся ни высоких, ни низких температур, давления и радиации.
Кипяток и жидкий гелий им тоже не страшен.
Тихоходки могут прожить десять лет без воды и они единственные живые существа на планете, которые спокойно живут и размножаются в вакууме космоса.

Вот эта тихоходка,кстати,дохлая,точнее препарированная для съемок в естественных своих зарослях.

Тихоходки отличаются невероятной живучестью. Они способны выживать при температуре -193°C в течение 20 месяцев, а также выдерживают восьмичасовое охлаждение гелием до -271°С, нагрев до 100 °C – в течение часа и до 60-65°С – 10 часов.
50% тихоходок погибают от ионизирующего излучения в 570 000 рентген. Отметим, что 500 рентген являются смертельной дозой радиации для человека.
Изобретатель микроскопа А.Левенгук в конце XVII в. обнаружил в каплях воды, собранных с крыши, неизвестных ранее мелких животных. Вскоре беспозвоночных размером 0.1-1.0 мм нашел в луже и детально рассмотрел И.А.Геце. Немецкого пастора удивили их формы: удлиненное округло-выпуклое тело, четыре пары выростов (ножек) по бокам и головка с парой глаз. Геце назвал их Bertierchen (зверьками, похожими на медвежат). Итальянский зоолог Л.Спалланцани в 1777 г. описал этих медленно передвигающихся животных, назвав их il tardigrado (тихоходками). А латинизированную транскрипцию Tardigrada, которая и укоренилась в зоологии как название этой группы, ввел в 1840 г. Л.Дуайер.
Систематическое положение тихоходок до сих пор не ясно! Кто же они: членистоногие (Euarthropoda), нематоды, кольчатые черви? По мнению М.С.Гилярова, есть достаточно оснований считать их представителями совершенно самостоятельного типа животного царства, в котором эти организмы давно и независимо от других типов приобрели неповторимый комплекс признаков.
Тело у тихоходок очень маленькое, 0,1-1,5 мм, полупрозрачное, из четырех сегментов и головы. Снабжено 4 парами коротких и толстых ног с 4-8 длинными щетинковидными коготками на конце, причем последняя пара ног направлена назад. Передвигаются тихоходки действительно очень медленно - со скоростью всего 2-3 мм в минуту (следует, однако учесть, что это сопоставимо со скоростью 30-40 м в минуту для человека, при его размерах тела). Ротовые органы - пара острых стилетов, служащих для прокалывания оболочек клеток водорослей и мхов, которыми тихоходки питаются. Тихоходки имеют пищеварительную, выделительную, нервную и половую системы; однако у них отсутствуют дыхательная и кровеносная системы (даже у дождевых червей это есть!) - дыхание кожное, а роль крови выполняет заполняющая полость тела жидкость.

Среда обитания тихоходок

В настоящее время известно более 900 видов тихоходок. Из-за микроскопических размеров и способности переносить неблагоприятные условия распространены они повсеместно, от Гималаев (до 6000 м) до морских глубин (ниже 4000 м). Тихоходок находили в горячих источниках, подо льдом (например, на Шпицбергене) и на дне океана. Распространяются они пассивно - ветром, водой, различными животными. Все тихоходки в некоторой степени являются водными животными. Примерно 10 % - морские обитатели, другие встречаются в пресноводных водоёмах, однако большинство населяет моховые и лишайниковые подушки на земле, деревьях, скалах и каменных стенах. Количество тихоходок во мхе может быть очень велико - сотни, даже тысячи особей в 1 г высушенного мха. Питаются тихоходки жидкостями растений и водорослей, на которых обитают. Некоторые виды поедают мелких животных - коловраток, нематод, других тихоходок. В свою очередь служат добычей для клещей и ногохвосток.

Невероятная выносливость тихоходок

Тихоходки привлекли внимание уже первых исследователей своей поразительной способностью к анабиозу: высушенные животные, сохранявшиеся в состоянии мнимой смерти в течение нескольких лет, оживали после увлажнения. Сейчас мы знаем, что по мере высыхания тихоходки открывают ротовое отверстие, и свободная вода испаряется как через наружные покровы, так и через кишечник. В процессе обезвоживания форма тела животных изменяется: головка и ножки втягиваются внутрь туловища, тело укорачивается и расширяется в средней части, они становятся похожи на бочонки.

Устойчивость тихоходок в состоянии анабиоза, т.е. высушенных, потрясающа: они оживают после пребывания в течение 20 мес в жидком воздухе (–193°C), переносят восьмичасовое охлаждение жидким гелием (–271°С), выдерживают температуру до 60-65°С в течение 10 ч и даже до 100°С в течение часа; довольно долго могут находиться в атмосфере сероводорода, углекислого газа. Они выживают также после пребывания в вакууме и переносят значительные дозы облучения рентгеновскими лучами.
Чемпионская выживаемость тихоходок в “бочоночном” состоянии не дает успокоиться ученым и сегодня. Так, японские биофизики К.Секи и М.Тойосима решили недавно проверить, как представители этого класса животных - пресноводные Macrobiotus occidentalis (отряд Eutardigrada) и морские Echiniscus japonicus (Heterotardigrada) - будут переносить высокое гидростатическое давление.
В последние десятилетия неплохо изучено повреждающее действие высоких давлений среды на живой организм: разрушение клеточных мембран, белков, ДНК и т.п. При давлениях 30 МПа (300 атм) у микроорганизмов останавливается метаболизм, прекращается размножение клеток; при 300 МПа большинство бактерий и многоклеточных погибает. Однако, как показали результаты экспериментов Секи и Тойосимы, тихоходки в жидкой, но безводной среде способны в состоянии анабиоза переносить чудовищные давления - до 600 МПа (что почти в шесть раз превосходит давление на дне глубочайшей из впадин Мирового океана - Марианской).
Оказалось, что тихоходки, взятые для опыта в активном состоянии, не способны переносить цикл компрессия-выдержка-декомпрессия, если давление достигает 200 МПа. Если же до начала опыта производили инактивацию тихоходок обеих групп, переводя их в “бочоночное” состояние путем длительного высушивания (в чашках Петри на фильтровальной бумаге в течение не менее суток), то устойчивость животных к давлению становилась аномально высокой.
Отработанный эволюцией механизм обратимого обезвоживания у тихоходок оказался на редкость эффективным по их сопротивляемости экстремальным условиям. Вообще же многообразие их адаптации к разным средам показывает, что это очень древняя группа животных. В частности, будучи первоначально водными обитателями, тихоходки, по оценкам ученых, стали осваивать сушу более 400 млн лет назад.

Они бы правили планетой, если бы не два НО.
Во-первых, они очень маленькие (от 0,1 до 1,5 миллиметра). А во-вторых, тихоходки очень медленные.
Их естественными врагами являются такие же микроскопические существа:ногохвостки (коллемболы,Collembola, англ. Springtail) - отдельный отряд членистоногих,размером 1-5 мм.Их часто можно видеть в цветочных горшках после поливки,когда они начинают скакать по поверхности (поскольку передвигаются они в основном за счет прыжков).

Ногохвостка (коллембола,Collembola) Isotoma Habitus

Что же можно сказать напоследок? Итак, наш герой-современник - уже довольно старенький, но совсем не одряхлевший - демонстрирует чудеса адаптаций. Зачем ему было приспосабливаться к условиям, никогда не существовавшим в природе? И если этот уникум не пришелец из космоса, то - вполне подготовленный попутчик для дальних полетов к другим мирам.

В природе существует уникальное создание, получившее прозвище «водяной медведь». Мало кому известное (за исключение зоологов и специалистов по космосу), знающих людей оно поражает и своим внешним видом, и своей живучестью. Первичное название существо получило за явственную схожесть с леденцовым или плюшевым мишкой. Правда, ног у него шесть, да и «морду» милой назвать трудно, но в остальном прослеживается отчетливо. А «водяной» медведь потому, что является обитателем этой среды и без влаги жить (в прямом смысле этого слова) не может.

История открытия

Есть основания предполагать, что водяные медведи-тихоходки были именно теми существами, которых увидел создатель микроскопа ван Левенгук еще в 1702 году. Однако первым официальным обнаружением этих уникумов является 1773 года, когда их описал германский пастор Гёце. Ошарашенный их внешним видом, он дал им имя kleiner wasserbär, что переводится с немецкого как водяной медведь. Более подробно микроскопические существа были изучены и описаны итальянцем-биологом Ладзаро Спалланцани, и случилось это в 1776 году. Из-за крайне медленной подвижности животных он назвал их il tardigrado, вследствие чего официальным научным именем стал термин Tardigrada, то есть тихоходка.

Строение водяного медведя

Первое, что стоит отметить, когда изучается тихоходка - размер животного. Разновидностей морских медведей насчитывается около 960, и величина их тела варьируется от 0,1 до полутора миллиметров. Даже самую крупную особь рассмотреть без микроскопа весьма затруднительно. Тихоходки входят в класс беспозвоночных, имеют стеклистое, полупрозрачное тело, визуально разбитое на 4 сегмента перетяжками. Из-за наличия хитинового панциря и периодической линьки водяного медведя иногда сравнивают с насекомыми. У большинства разновидностей наличествуют четыре пары конечностей, но одна из самых маленьких «пород», длиной всего в десятую долю миллиметра, является исключением: это шестиног-тихоходка. Каждая лапа заканчивается коготками в количестве 4-6 штук. Последняя пара ног ориентирована назад.

«Лицо» у существа весьма необычно и напоминает пылесборник на пылесосе. Рот снабжен своего рода стилетами, которыми водяной медведь прокалывает оболочку пищи. У этих животных есть нервная, пищеварительная, половая и нервная системы, однако отсутствуют кровеносная и дыхательная. Вместо крови полость всего тела занимает особая жидкость, а дыхание у тихоходок кожное. Они имеют дополнительные в виде пары придатков, и, как ни странно, глаза, в качестве которых выступают пигментные пятна на теле спереди, но не на том месте, которое можно условно назвать головой.

Водяной медведь имеет окрас, зависящий от условий обитания. Оттенок может находиться в цветовом диапазоне оранжевый - алый или оливковый - темно-зеленый.

Тихоходки разнополы, но самцы значительно более редки, чем дамы, поэтому зафиксированы множественные случаи партеногенеза (размножения в отсутствие оплодотворения).

Тихоходки распространены по всему миру от тропиков до полярного круга. Однако, если они могут выбирать, предпочитают влажные лишайники и мхи. Распространение у водяного медведя пассивное: особы перемещаются за счет потоков воды или ветра, а также переносятся на пере птиц и мехе животных.

Особенности питания

Неубиваемое существо

Больше всего водяной медведь заинтересовал ученых своей живучестью. Эти создания способны сохранять свою жизнь и способность к размножению в широчайшем диапазоне температур - от (-273 градуса) до невыносимой жары в +150. Они выживают в агрессивной среде, например, в сероводородной атмосфере. Радиация тоже для них не является непреодолимым барьером для выживания: после облучения ею в дозе 570 тысяч рентген половина водяных медведей осталась в живых. Для справки: смертельным для человека является излучение «всего» в 500 рентген. Причем выжившие тихоходки по-прежнему могли дать (и дали) потомство.

Космическая устойчивость

Более всего научное сообщество заинтересовала способность Tardigrada противостоять условиям космоса. В 2008 году исследовательская группа во главе со шведом-экологом Ингмаром Йонссоном отправила на орбиту вокруг Земли подопытную партию тихоходок. Одна группа была помещена в вакуум, вторая одновременно с этим облучалась радиацией, две были подвергнуты интенсивной обработке ультрафиолетом. Испытуемые в открытом космосе пробыли 10 дней и почти поголовно оказались иссушенными. Однако по возвращении в более благоприятные условия большая часть микроскопических созданий вернулась к жизни, сохранив способность к воспроизводству.

Основа выживания

Способность, благодаря которой водяной медведь может переносить столь широкий спектр неблагоприятных условий - умение впадать в анабиоз путем контролируемого ангидробиоза. Другими словами, тихоходка себя высушивает, оставляя в своем теле ничтожно малое количество воды. Чтобы не утратить и их, тихоходка образует на поверхности тела своего рода восковую оболочку. В высушенном виде у тихоходки активизируются дополнительные защитные функции: молекулы сахара предотвращают расширение клеток, запускается производство антиоксидантов, которые противостоят излучениям и запрещают разрушение ДНК. При поступлении в окружающую среду воды тело тихоходки начинает ее впитывать, и все жизненные функции восстанавливаются.

Естественные враги водяного медведя

Несмотря на всю живучесть, водяной медведь отнюдь не является бессмертным. Успешно противодействуя неблагоприятным внешним фактором, он довольно беспомощен против хищников, которые не прочь им подкрепиться. Помимо собственных сородичей, тихоходки подвергаются атакам коловраток, клещей, ногохвосток, круглых и личинок различных насекомых и речных раков. Часть тихоходок погибает, становясь добычей гифы его переплетаются в петли, в которых, как в ловушке, застряет водяной медведь, после чего грибные нити врастают в него. Кроме того, существуют грибы, чьи споры привлекательны для тихоходок в пищевом плане. Однако, попав в кишечник водяного медведя, споры прорастают, используя животное в качестве питательной среды.

Тихоходки – это, наверное, единственные животные, которые смогут выжить на Земле при любой ситуации. Они переживут любую длительную засуху, самые низкие и высокие температуры, выдержат большую дозу радиации и вернуться живыми и невредимыми из открытого космоса. Никакому другому живому существу такое не под силу.

Эти крошечные создания распространены практически по всему миру. Они встречаются как в тропиках, так и в полярных странах. Могут жить как подо льдом, так и в горячих источниках, как в горах на высоте 6000 метров, так и в темных морских глубинах ниже 4000 метров. Но самой любимой их средой обитания являются мхи и лишайники, а если точнее, капельная влага, скопившаяся на них.

В мире насчитывается около 900 видов тихоходок. Около 90 % из них относятся к наземным видам, и лишь 10 % являются морскими обитателями.

Морские тихоходки

Мир узнал об этих созданиях благодаря немецкому пастору И.А. Геце в 1773 году. Из-за того, что тихоходки предпочитают влажную среду обитания, он назвал их «маленькими водяными медведями». 4 года они носили это название, пока в 1777 году итальянский ученый Ладзаро Спалланцани не назвал их «тихоходками». И правильно сделал. Они действительно передвигаются очень медленно – не более 2-3 мм в минуту. Хотя этому есть одна причина – их микроскопические размеры.

Тела тихоходок, в зависимости от вида, имеет в длину от 0,1 до 1,5 мм. Взглянув на них под микроскопом, можно увидеть следующую картину: маленькое практически прозрачное тело, состоящее из 4 сегментов, головы и 4 пар коротких и толстых ног, украшенных длинными щетинковидными коготками. Последняя пара ног направлена назад.

Щетинковидные коготки

Даже у таких микроскопических беспозвоночных животных имеются свои пищеварительная, нервная, выделительная и половая системы, а вот кровеносная и дыхательная системы отсутствуют. Дышат они через кожу, а кровь им заменяет жидкость.

Их кожа представляет собой очень тонкую и прозрачную хитинизированную кутикулу, иногда зернистую, иногда в виде щитков.

На конце головы располагаются ротовая полость с парой хитиновых стилетов и узкая глотка, имеющая сосательное расширение. При помощи стилетов животное прокалывает оболочку и затем высасывает хлорофиллоносные клетки мхов и лишайников, на которых оно обитает. Это растительноядные тихоходки, но есть и хищники, которые таким же способом высасывают содержимое нематод, коловраток и тихоходок других видов.

Удивительно, но у тихоходок есть «глаза» — пара пигментных пятен в передней части тела. Еще одним органом осязания является пара чувствительных придатков.

Ротовые органы тихоходки

Тихоходки разнополые. Самцы встречаются намного реже самок и уступают им в размерах. Половые органы у тех и у других выходят в клоакальное расширение. Оплодотворение может быть как внутренним, когда самец вводит сперму в клоаку самки, так и внешним, когда он откладывает ее на уже готовую кладку яиц.

Яйца тихоходки

Некоторые виды оставляют свою кладку в весьма необычном месте – в сброшенной при линьке шкурке. Другие же не стали выделяться в этом плане и откладывают свои яйца в грунт, мох или воду. Вылупившаяся тихоходка внешне отличается от родителей лишь немного меньшими размерами.

Яйца в сброшенной шкурке

Тихоходки прославились на весь мир своей нереальной способностью к выживанию при самых неблагоприятных условиях. В первую очередь это касается продолжительной засухи. При высыхании «дома» они способны замедлять все свои жизненные процессы на очень длительный срок.

Это становится возможным за счет т.н. «самовысушивания». Все ее тела начинает высыхать, уменьшается в размерах и становится похожим на бочонок, который затем покрывается особой восковой оболочкой, препятствующей испарению ничтожных остатков влаги. В таком состоянии они могут просуществовать до 2-х лет. Но стоит только этим «бочонкам» попасть во влажную среду, как через некоторое время они расправляются и оживают.

Тихоходка в состоянии анабиоза

В этом состоянии анабиоза они способны перенести не только продолжительные засухи, но и колоссально низкие температуры, например, до -193 С° (в жидком азоте) или же до -271 С° (в жидком гелии) и т.д. Им также не приносят никакого вреда мощные дозы радиации, вакуум, давление и даже пребывание в открытом космосе.

Вот такое уникальное существо живет с нами по соседству, а мы даже об этом и не догадываемся.

Морские тихоходки

Щетинковидные коготки

Ротовые органы тихоходки

Яйца тихоходки

Яйца в сброшенной шкурке

Тихоходка в состоянии анабиоза

Вот такое уникальное существо живет с нами по соседству, а мы даже об этом и не догадываемся.

Тихоходка, маленькое беспозвоночное длиной около миллиметра, конечно, не кошечка и не собачка, и даже не муравьед, но и для нее нашлось 15 минут интернет-славы. Виной всему ее оригинальный внешний вид (под микроскопом, конечно) – нечто среднее между Стичем и Шестилапым из сказки А. Волкова «Семь подземных королей» и пылесборником от пылесоса.

Тихоходок еще называют «маленький водяной медведь». Микроскопические гусеницеподобные восьмилапые медведики весьма распространены на Земле, однако их вид вызвал бы ужас, будь они чуть больше.

Вот так выглядит тихоходка в увеличении. Никаких фотожаб не надо.

Кажется, эта тихоходка в курсе, что ее фотографируют.

Тело у тихоходок имеет размер 0,1–1,5 мм, полупрозрачное, из четырех сегментов и головы. Снабжено 4 парами коротких и толстых ног с 4–8 длинными щетинковидными коготками на конце, причем последняя пара ног направлена назад. Передвигаются тихоходки действительно очень медленно - со скоростью всего 2–3 мм в минуту. Ротовые органы - пара острых стилетов, служащих для прокалывания оболочек клеток водорослей и мхов, которыми тихоходки питаются. Тихоходки имеют пищеварительную, выделительную, нервную и половую системы; однако у них отсутствуют дыхательная и кровеносная системы - дыхание кожное, а роль крови выполняет заполняющая полость тела жидкость. Систематическое положение тихоходок дискуссионно. Большинство авторов сближают их с настоящими членистоногими (Euarthropoda). Помимо этого, их могут сближать либо с нематодами, либо с кольчатыми червями.

В настоящее время известно более 900 видов тихоходок (в России - 120 видов. Из-за микроскопических размеров и способности переносить неблагоприятные условия распространены они повсеместно, от Гималаев (до 6000 м) до морских глубин (ниже 4000 м). Тихоходок находили в горячих источниках, подо льдом (например, на Шпицбергене) и на дне океана. Распространяются они пассивно - ветром, водой, различными животными. Все тихоходки в некоторой степени являются водными животными. Примерно 10 % - морские обитатели, другие встречаются в пресноводных водоёмах, однако большинство населяет моховые и лишайниковые подушки на земле, деревьях, скалах и каменных стенах. Количество тихоходок во мхе может быть очень велико - сотни, даже тысячи особей в 1 г высушенного мха.

Питаются тихоходки жидкостями растений и водорослей, на которых обитают. Некоторые виды поедают мелких животных - коловраток, нематод, других тихоходок. В свою очередь служат добычей для клещей и ногохвосток.

Тихоходки привлекли внимание уже первых исследователей своей поразительной выносливостью. При наступлении неблагоприятных условий они способны на годы впадать в состояние анабиоза; а при наступлении благоприятных условий довольно быстро оживать. Выживают тихоходки в основном за счёт т. н. ангидробиоза, высушивания. При высыхании они втягивают в тело конечности, уменьшаются в объеме и принимают форму бочонка. Поверхность покрывается восковой оболочкой, препятствующей испарению. При анабиозе их метаболизм падает до 0,01 %, а содержание воды способно доходить до 1 % от нормального.

В состоянии анабиоза тихоходки выносят невероятные нагрузки.

Температура. Выдерживают пребывание в течение 20 мес. в жидком воздухе при −193 °C, восьмичасовое охлаждение жидким гелием до −271°С; нагрев до 60–65°С в течение 10 ч и до 100 °C в течение часа.
Ионизирующее излучение в 570 000 рентген убивает примерно 50 % облучаемых тихоходок. Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 рентген.
Атмосфера: Оживали после получасового пребывания в вакууме. Довольно долго могут находиться в атмосфере сероводорода, углекислого газа.
Давление: При эксперименте японских биофизиков «спящих» тихоходок помещали в герметичный пластиковый контейнер и погружали его в заполненную водой камеру высокого давления, постепенно доведя его до 600 МПа (ок. 6000 атмосфер), что почти в 6 раз выше уровня давления в самой низкой точке Марианской впадины. При этом неважно, какой жидкостью был заполнен контейнер: водой или нетоксичным слабым растворителем перфторуглеродом С8F18, - результаты по выживаемости совпадали.
Открытый космос: При эксперименте шведских ученых, тихоходок видов Richtersius coronifer и Milnesium tardigradum разделили на три группы. Одна из них по прибытии на орбиту оказалась в условиях вакуума и была подвергнута воздействию космической радиации. Другая группа, кроме этого, также подверглась облучению ультрафиолетом А и В (280–400 нм). Третья группа животных испытала воздействие полного спектра ультрафиолета (116–400 нм). Все тихоходки находились в состоянии анабиоза. После 10 дней, проведенных в открытом космосе, практически все организмы были иссушены, но на борту космического аппарата тихоходки вернулись к нормальному состоянию. Большинство животных, подвергшихся облучению ультрафиолетом с длиной волны 280–400 нм, выжили и оказались способны к воспроизводству. Однако ультрафиолетовое облучение оказало критическое воздействие, лишь 12% животных второй группы выжили, все они принадлежали к виду Milnesium tardigradum. Тем не менее, выжившие смогли дать нормальное потомство, хотя их плодовитость оказалась ниже, чем у контрольной группы, находившейся на Земле. Все животные из третьей группы погибли через несколько дней после возвращения на Землю.
Влажность: известен случай, когда мох взятый из пустыни спустя приблизительно 120 лет после его иссушения поместили в воду, находящиеся в нём тихоходки ожили и были способны к размножению.

Тихоходка в анабиозе

Фотожабы

Бедное животное, однако, нещадно «жабили», издеваясь над внешней неказистостью.

Фан-арт

Маленькие монстрики так полюбились людям, что те стали делать кукол в виде тихиходок, создавать игры с их участием, печатать на футболках и использовать в качестве логотипов.