Tardigrade se izdvajaju od većeg dela životinjskog carstva zbog svoje ekstremne izdržljivosti, koja, između ostalog, pomaže malim stvorenjima da prežive da budu kuvana, zamrznuta, ozračena i ispaljena iz pištolja.
U nadi da će bolje razumeti ove supermoći, naučnici su identifikovali mnoge pojedinačne gene koji mogu doprineti veštinama preživljavanja tardigrada. Manje je jasna, međutim, šira slika: gde, kako i zašto su se sve ove neverovatne adaptacije razvile?
U novoj studiji, istraživači su bacili malo više svetla na ovu iznenađujuće složenu istoriju, sugerišući da su drevni tardigradi dva puta prešli iz morskog u kopneno okruženje, nakon čega su usledile „brojne nezavisne adaptacije kako bi se izborile sa sušnošću“ na kopnu.
Danas, tardigradi postoje širom planete, uspevaju u širokom spektru okruženja na moru i na kopnu, od dubokog okeanskog blata i antarktičkih stena do planina, prašuma i vrtova.
Poznati i kao „vodeni medvedi“ i „prasadi mahovine“, tardigradi su postali poznati kao neke od najotpornijih životinja poznatih nauci, čak pokazujući sposobnost da prežive u svemirskom vakuumu.
Ključ za mnoge od njihovih podviga preživljavanja je anhidrobioza, stanje mirovanja u kojem tardigradi mogu reverzibilno da zaustave svoj metabolizam, pomažući im da izdrže skoro potpuno isušivanje.
Prethodno istraživanje je identifikovalo više porodica gena koje su jedinstvene za tardigrade i pokazuju povezanost sa ekstremnim metaboličkim prekidom kao odgovor na nedostatak vode, poznat kao anhidrobioza, uključujući nekoliko povezanih sa proteinima rastvorljivim u toploti, zajedno sa nekim genima otpornosti na stres koji takođe postoje kod drugih životinja.
Uprkos tim uvidima, međutim, istraživanja su do sada dala malo podataka iz većine tardigradnih linija, prema autorima nove studije, ostavljajući velike praznine u našem znanju o tardigradnoj evoluciji i ekologiji.
Da bi se to pozabavili, autori su identifikovali sekvence iz šest porodica gena u 13 rodova tardigrada, uključujući članove obe glavne klase – eutardigrade i heterotardigrade – dozvoljavajući istraživačima da izgrade prva evoluciona stabla za ove tardigradne grupe.
Pošto bi anhidrobioza verovatno bila korisnija za kopnene tardigrade nego za njihove rođake koji žive u okeanima, istraživači su očekivali da će pronaći vezu između duplikacija gena u ovim porodicama i promena staništa među tardigradima.
„Kada smo započeli rad, očekivali smo da ćemo otkriti da će svaka klada biti jasno grupisana oko drevnih duplikata, sa nekoliko nezavisnih gubitaka“, rekao je biolog Univerziteta Keio Džejms Fleming biolog Kejsi Mekgrat sa Univerziteta Indijana u komentaru na novine. „To bi nam pomoglo da ih lako povežemo sa razumevanjem savremenih staništa i ekologije.“
„To je intuitivna hipoteza“, dodaje Fleming, „da bi evolucija duplikacija ovih gena povezanih sa isušivanjem, u teoriji, trebalo da sadrži ostatke ekološke istorije ovih organizama, iako se u stvarnosti pokazalo da je ovo previše pojednostavljeno .“
Fleming i njegove kolege kažu da su bili iznenađeni koliko su nezavisnih duplikacija pronašli u ovim porodicama gena, što sugeriše da je evolucija gena povezanih sa anhidrobiozom bila znatno komplikovanija nego što se ranije mislilo.
„Ono što smo otkrili bilo je mnogo uzbudljivije: složena mreža nezavisnih dobitaka i gubitaka koja ne mora nužno da korelira sa ekologijama savremenih kopnenih vrsta“, kaže Fleming.
Na osnovu distribucije porodica gena u dve glavne klase tardigrada, istraživači veruju da su postojala dva odvojena prelaza sa morskih na kopnena staništa u istoriji tardigrada, jednom u pretku eutardigrada i jednom među heterotardigradima.
Iako ova studija pomaže u unapređenju našeg znanja o istoriji anhidrobioze kod tardigrada, još uvek ima mnogo toga što ne razumemo, kažu istraživači. Nedostaje jasnoća delimično zbog oskudnih ili nepostojećih podataka iz nekih ključnih tardigradnih linija, dodaju oni.
„Nažalost, nemamo predstavnike iz nekoliko važnih porodica, kao što su Isohipsibiidae, i to ograničava koliko čvrsto možemo da stojimo iza naših zaključaka“, kaže Fleming. „Sa više slatkovodnih i morskih tardigradnih uzoraka, moći ćemo bolje da cenimo adaptacije kopnenih članova grupe.
Međutim, to je lakše reći nego učiniti, posebno imajući u vidu poteškoće u pronalaženju vrsta tardigrada. Tanarctus bubulubus, na primer, je suviše mali da bi se mogao videti bez uvećanja i živi samo u blatu duboko ispod severnog Atlantskog okeana.
„Nadajmo se da će inicijative za sekvencioniranje velikih razmera kroz projekat Zemljinog biogenoma stalno premostiti ovaj jaz u našem razumevanju, i uzbuđen sam da vidim da će se to nastaviti“, kaže Fleming.
