اگر بخواهید لیستی از قوی ترین و سر سخت ترین موجودات جهان را درست کنید، ممکن است نام فیل
مورچه، عقاب، شیر، وال، و... در آن لیست قرار دهید ولی بی شک تنها موجودی که میتواند در سطر این لیست
قرار بگیرد نه یک موجود چند ده متری بلکه موجودی آن قدر کوچک است که به سختی میتوان آن را با چشم
معمولی دید و برای دیدنش به میکروسکوپ نیاز داریم. آن موجود tardigrade یا نام دیگرش خرس دریایی
(water bear) است که خب نام دوم آن مملوس تر است و ممکن است قبلا این اسم به گوشتان خورده باشد،
این موجود، 0.2 تا 1.5 میلی متر طول دارد و جز قدیمی ترین موجودات جهان است. و از حدود 500
میلیون سال پیش روی کره زمین زندگی میکنه و خب از همین عمر طولانی که داره ،میشه حدس زد تا چه حد
موجود سر سختیه چون تونسته از تغییرات اقلیمی و حوادث نادری مثل عصر یخبندان و برخورد شهاب سنگی
که تو اون برخورد اکثر موجودات زمین منقرض شدند (که یکی از معروف ترین اون موجودات که همه ی ما
میشناسیمشون، دایناسور ها بودند که در اون برخورد و اثرات بعد از برخورد شهاب سنگ نتونستن با شرایط
جدید خودشون رو وقف بدن و از بین رفتند)، ولی خرس دریایی بعد از انفجار هم به حیات خودش ادامه داد تا به
امروز و مطمئنن با این ویژگی هایی که خوندم و قراره با شما در میون بذارم به طور حتم در آینده ای که ممکنه ما انسانها خرابش کرده باشیم یا شرایط طوری پیش رفت که ما نبودیم، بدون توجه به نوع شرایط یکی از موجوداتی که در آینده باقی می‌ماند همین tardigrade ها اند. این مطلب قرار بود پادکست شود که خب نشد :(
حالا این tardigradeها چه ویژگی خاصی دارند که من این قدر مطمئن دارم این حرف ها رو میزنم و بیان میکنم که آنها در آینده ای که خیلی از موجودات نباشند به طور حتم وجود دارند!؟ اول میخواهم یه تصویر ذهنی برای شما از شکل این موجودات ایجاد کنم، یک کرم تپل کوتاه را در نظر بگیرید که در بخش جلویی که سر هستش یک دهان مکنده شبیه جارو برقی دارد و در بخش عقبی مخرج قرار دارد و این 2 بخش هم با 8 پا پر شده اند، پاهایی که انگشت دارند و نوک این انگشت ها یک حالت برجسته دارد (مثل نوک انگشت های مارمولک) و توانایی چسبندگی به سطوح رو بهش میده و همچنین نوک انگشتاش میتونه تغییر جهت بده و یک فشار ایجاد کنه مثل موتور جت هواپیما و با تغییر جهت و فشار باعث تغییر جهت و حرکت موجود میشه که خب در نوع خودش برای همچین جانور کوچکی در آب نوع حرکت واقعا خاصی داره، و حرکتش تو آب به صورت پا زدن است نه شنایی مثل ماهی ها؛ برای درک بهتر و راحت تر ویدیویی اون ها تو کانال ما قرار داده میشه(هنوز کانالی نداریم :) ) که خب اگه توضیحات من بد و ناواضح بود میتونید بهش مراجعه کنید و شکل و نحوه حرکت اونها رو متوجه بشید.
خب چرا بهش میگن water bear یا همان خرس دریایی؟ این موجود اولین بار تو سال 1773یعنی 250سال پیش توسط یک حیوان شناس آلمانی به اسم Egoeze پیدا شد، و خب اینطور این موجود رو توصیف کرد:
این موجود کوچک عجیب، به خاطر مورفولوژی استثنایی و عجیبش و شباهت زیادی که به یک خرس کوچک (مینیاتوری) دارد تصمیم گرفتم نامش را خرس دریایی بگذارم
3سال بعد یعنی در سال 1776یک زیست شناس ایتالیایی به نام Lazzaro Spallanzani به دلیل اینکه نحوه حرکتش کند و آهسته است از واژه Slow stepper استفاده کرده نامش را Tardigrada(به معنای کندرو) گذاشت. که تا به امروز هم به این 2 نام شناخته میشوند.
خرس های دریایی یا tardigrade ها یک مدل نیستند و انواع مختلفی دارند و به طور کلی به 3 دسته تقسیم میشوند: Eutardigrada، Hetrotardigrada و Mesotardigrada. که mesotardigrada ها در سال 1937 کشف شدند، فرق 2 نوع اولی نیز در تعداد منفذ است که نوع Eutardigrada یک منفذ برای ورود و خروج مواد دارد و نوع هترو 2 منفذ دارد.
خرس های دریایی اندام تنفسی ندارند و از طریق پوستشون تنفس میکنند و روی بدنشون هم مو و پرز دارند که
از این پرز ها برای شناسایی و فهمیدن اتفاق های اطرافشون استفاده میکنند یه نوع گیرنده مکانیکی لرزه سنج
اند و با ارتعاش آب که به دلیل حرکت دیگر موجوداته متوجه وجود اون ها میشوند، که البته این ویژگی تو برخی
از ماهی ها هم وجود دارد که نشان از تکامل این سیستم است. غذای خرس های دریایی موجودات تک سلولی
کوچکی مثل Diatoms ها هستند، این تک سلولی ها پوسته سخت سیلیسی دارند ولی برای دهان مکنده خرس
دریایی ما اصلا مشکلی نیست، او دهانش را وارد پوسته میکند و تمام محتوای درونی اون رو میبلعه و در نهایت
یک پوسته خالی رو باقی میگذارد
تا اینجا با تاریچه اسم و ویژگی های ظاهری خرس دریایی اشنا شدیم که البته چیز غیر عادی و عجیب غریبی
نبودند که اون رو بتونه در لیست قوی ترین و سر سخت ترین موجودات در رتبه اول قرار بده. در ظاهر هم همین گونه بوده است با اینکه ضاهر منحصر به فرد و عجیبی داشت ولی هیچ کس انتظار این حد از سر سختی رو از همچین موجود کوچکی نداشت که در ادامه بهشون اشاره میکنم.
شما چند روز میتونید بدون آب زنده بمانید؟ یک انسان حدود 3 روز میتونه بدون آب زنده بمونه و بعد از اون به
خاطر کمبود آب و انجام نشدن بسیاری از واکنش هایی که برای انجام شدنشون به مولکول آب و هزاران علت
دیگه که همه ی آن ها به حضور آب بستگی دارند به همین دلیله که بدن ما 75درصد از آب تشکیل شده خواهد
مرد، دانشمندان اومدند یک آزمایش ساده ای را بر روی خرس دریایی انجام دادند که نتیجه این آزمایش اون ها
رو شوکه کرد و نتیجه بدست آمده به شدت مهم بود، تو این آزمایش آب رو از محیط tardigradeها حذف کردند،
بعد نگاه کردن که این خرس های دریایی به حالت گلوله پلاسیده که اصطلاحا بهش tunمیگوند در اومدند و حجم بدنشون به شدت کم شده بود و بدون حرکت و ثابت شدند. که خب این نشون میده آب بدن این موجود یا
تبخیر شده یا به نحوی خارج شده و بدون آب هم طبیعتا موجود نمیتونه زنده بمونه و مرده. بعد از چند ساعت
دوباره برگشتند و به محیط آب اضافه کردن و اینجا بود که اتفاق شوکه کننده رخ داد، محقق ها دیدن که دوباره
اون گلوله های پلاسیده دوباره به حالت اول خودشون برگشتند و شروع به حرکت کردن کردند، به نوعی که
انگار از مرگ برگشته اند. البته که این توصیف اشتباهه چون اون ها از اول هم نمرده بودند و انگار فقط به یک
حالت خلسه یا بهتر بگیم به یک خواب زمستانی فرو رفته بودند، و بعد از برگشت آب دوباره از خواب بیدار
شدند و به فعالیت ها معمولی شون ادامه دادند انگار که نه انگار اتفاقی افتاده باشه. این ویژگی اون ها وقعا
محقق ها رو بحت زده کرده بود به همین دلیل این فرایند رو دوباره تکرار کردند و بازه زمانی بی آبی اون ها رو
افزایش دادن به روز ها و سپس ماه ها و در اخر سال ها و در کمال شگفتی tardigradeها تو همه شون زنده
موندن و دوباره به حالت اولشون برگشتند! فرض کنید به یک موجود که به آب نیاز داره سال ها و ده ها سال
آب نرسه و بعد از اینکه آب دوباره برگشت و به موجود رسید دوباره به حالت اولش برگرده و شروع به پیدا
کردن غذا و ادامه فعالیت هاش کنه. که واقعا اتفاق خارالعاده ایه، و نمونش رو تا به حال در هیچ یک از موجودات زنده دیگه ندیده بودند. این ویژگی tardigradeها یا همون خرس دریایی خودمون باعث شد تحقیقتات روی این موجودات بشه و ازمایش های دیگه تو شرایط مختلف و زمان های مختلف رو روی آنها پیاده کنند و نتیجه اون ها رو نگاه کنند که تو همه ی اون ازمایش ها خرس دریایی اونا رو شگفت زده کرد، اول بیاین به سراغ ازمایش اول که مقاومت وحشتناک زیاد خرس های دریایی به آب رو بررسی کنیم و ببینیم چه اتفاق و مکانیزمی باعث این مقاومت و زنده ماندن Tardigradeها شده،
وقتی آب به خرس دریایی نرسه، بدنش شروع میشه به جمع و گلوله شدن، حجم بدنش کم و بخش هایی زیادی از اندام هاش جمع و دیده نمیشن انگار که قطع یا غیب شدن. تو این حالت چه اتفاقی درون بدن خرس دریایی میوفته؟ محقق ها بررسی که کردند دیدن تو این حالت ماده ای رو tadigrade ترشح میکنه که میاد جای آب رو درون بدنش میگیره و خود جانور هم مقدار زیادی از اب بدنش رو خارج میکنه و فقط حدود 3 الی 4 درصد اون رو درون خودش نگه میداره، این ماده پروتئینی میاد تمام بخش ها بدن رو احاطه میکنه و ثابت نگه میداره مثل یک صمغ میمونه و همه چی رو درون خودش بدون اینکه حل و تخریب کنه نگه میداره، متابولیسم خرس دریایی تو این حالت به حدود 0.01 درصد میرسه و میتونه دهه ها به همین حالت باقی بمونه بدون اینکه بمیره، (که به این مکانیزم Cryptobioses میگویند.) بعد از اینکه آب وارد محیط بشه و به جانور برخورد کنه، آب جایگزین پروتئین حفاظتی میشه و دوباره حجم جانور به دلیل قرار گیری مولکول های آب درون بدنش افزایش پیدا میکنه و متابولیسم بدنش به حالت اولیه برمیگرده.
اینجا فهمیدیم که خرس دریایی تو شرایط بحرانی محیطی، مثل کم آبی یا عدم وجود آب، میتونه به حالتی شبیه خواب فرو بره و اینقدر صبر کنه و زنده بمونه در اون حالت تا دوباره شرایط محیطی بهبود پیدا کنه و خوب بشه اون وقت خرس دریایی با جذب آب و خارج شدن از حالت tune یا همون گلوله پلاستیکی با گذشتن از دوره بحران دوباره به حیاتش ادامه بده. محققین با دیدن این ویژگی و مقاومتش در برابر سختی عامل سختی رو تغییر دادند و این دفعه رو به تغییر دما آوردن، محققین شرایط دمایی متفاوت رو تست کردن تا ببین استانه استقامت و تحمل دمایی خرس های دریایی چقدر است، اونا با افزایش دما شروع کردن، و هی دمای محیط tardigrade ها رو افزایش دادن، محققین دما رو هی افزایش میدادن ولی tardigrade ها از خودشون ضعف خاصی نشون نمیدادن، تو این آزمایش متوجه شدن tardigrade ها میتونن دمای 157(درجه سانتیگراد) رو تحمل کنن و زنده بمونن، یعنی بیشتر از نقطه جوش آب و بیشتر از گرم ترین نقطه روی زمین، گرم ترین نقطه ای که روی زمین ثبت شده مربوط به دشت لوت ایران خودمون هست که دمای ثبت شده حدود 87(درجه سانتیگراد) بوده در صورتی که tardigrade دمایی نزدیک به 2 برابر این دما رو میتونه تحمل کنه، ما انسان ها موجودات خون گرمی هستیم یعنی دمای بدن ما همیشه بدون توجه به دمای محیط همواره تقریبا 37(درجه سانتیگراد) ثابت میمونه، و پروتئین ها و اجزای بدن ما تو این دما بهترین فعالیت و عملکرد خودشون رو دارند، آزمایشی رو هم برای این تغییر دما انجام دادن برای تغییرات دمایی بدن در حالی که فردی روی تردمیل در حال دویدن است دما رو از کمترین حدی که یک انسان میتونه تحمل کنه به بالاترین دمایی ممکن به صورت پویا تغییر دادن و توی این تغییر دمایی گسترده دمای بدن فرد حدود 0.1 درجه تغییر کرد، چون ثابت بودن دمایی بدن امری ضروری و تغییر حتی یک درجه ای اون باعث اسیب جدی به بدن و شاید مرگ فرد بشه، برخی از موجودات به دمای بالا عادت دارند و بدنشون رو با اون دما تطبیق دادن و تنها در اون دما میتونن زندگی کنن مثل برخی از باکتری ها که در چشمه های آب گرم زندگی میکنند، ساختار چربی ها و پروتئین های خاصی دارند که به اونا در دمای بالا کمک میکنه تا زنده بمونن ولی خرس دریایی قضیه ای متفاوت است او سازگار با دمای بالا نیست بلکه میتواند این شرایط دمایی بالا رو تحمل کنه و نه اینکه در اون دما زندگی کنند، که خب این نیاز به این است که تنها در اون شرایط حساس مکانیک های خاص جهت حفاظت از موجود تو این دما فعال بشن که خب کمتر موجوداتی اند که این مکانیزم رو داشته باشند و از اون کمتر بتونن تا این حد از دما رو تحمل کنند.
پس از افزایش دما به سراغ کاهش دما رفتند، اون ها در یک قطعه یخ قطبی، tardigrade ها رو پیدا کردند، و متوجه شدند که tardigrade ها میتوانند در دمای -20 درجه سانتی گراد به مدت 30 سال زنده بمانند که رقمی باورنکردنیه ، از اون متعجب تر دانشمندا دما رو بیشتر کاهش دادند و دیدن tardigrade ها در دمای -200 درجه سانتی گراد به مدت چند روز زنده مانند، رقمی واقعا دیوانه کننده، برای درک بهتر این عدد باید بدونید که کمترین دمایی ممکن موجود در جهان دمای -273 درجه سانتی گراد است که به آن صفر کلوین میگویند، مقاومت این جانور در این گستره دمایی واقعا دیوانه کننده است وقتی دمای محیط از 0 کمتر میشود دراین حالت آب شروع به یخ زدن میکند و کریستال های تیزی را ایجاد میکند، از انجایی که اکثر بدن موجودات را آب تشکیل داده این کاهش دما باعث یخ زدن آب درون بدن و پاره شدن سلول ها و اندام های فرد میشود و ر نهایت باعث مرگ موجود میشود، tardigrade با ترشح پروتئین خاص که مانع تشکیل این یخ ها میشود مانع اسیب دیدن اندام هایش میشود این تکنیک روشیشه ای شدن میگویند که خب سختی این کار این است که باید تمام بدن به طور همزمان سرد بشه تا مانع از ترک خوردن و اسیب بدن بشه که tardigrade این کار رو به خوبی انجام میده، در پادکست قبلی به موضوع CRYONICS صحبت کردیم، مبحثی که در آن سعی میشود انسان ها را منجمد کرد بدون آنکه اسیبی ببیند برای مدتی طولانی حفظ کرد در این حالت وقتی دما از حدی کاهش پیدا کند بدن پیر نمیشود و این عمر نیز برای حفظ موجود کافی است اما چالش اصلی آن نحوه سرد کردن صحیح و سپس حارج کردن از این حالت بدون اسیب دیدن است، کاری است که ما انسان ها همچنان در انجام دادنش ناتوانیم ولی مثل اینکه tardigrade ها نه تنها این عمل را میدانند بلکه در انجام دادن آن هم استاد اند و در اینده ممکن است به ما در رسیدن به جاودانگی با سرد کردن بدن کمک شایانی کنند،
نکته دیگر خرس های دریایی میزان تحمل بالای آنها به فشار است، فشار نیرویی است از طرف مولکول های هوا به بدن فرد، یا به عبارت دقیق تر نیروی مولکول های درون ظرف محصور به بدنه ظرف است، فشاری که ما انسان ها در طول روز با آن برخورد داریم به صورت دائمی 1000000 پاسکال یا همان یک اتمسفر است، دانشمندان در گودال ماریا که عمیق ترین نقطه بر روی کره زمین است tardigrade ها رو پیدا کردند یعنی فشاری حدود 6000 اتمسفر را میتواند تحمل کند،این فشار به تنهایی برای کشتن 99 درصد موجودات جهان کافیه و انسان تو این فشار به سرعت تکه تکه و منفجر میشه. در صورتی که آنها میتوانند 6 برابر این فشار را تحمل کنند، من نحوه مقاومت tardigrade ها رو در این فشار رو نمیدونم و اونقدر تحقیقی در مورد مکانیزم های سلولی اون در برابر این ویژگی ها رو نکردم صرفا یه تحقیق چند ساعته در اینترنت و دیدن ویدیو های مختلف بوده است (پس اگر اطلاعات من ناقص و یا عمیق نیست معذرت میخواهم و اگر شما چیز بیشتری در مورد آنها میدانید خوشحال میشویم در بخش نظرات، نظر خودتون رو با ما به اشتراک بذارید تا دیگران هم از این اطلاعات استفاده کنند) خب بر گردیم به ادامه ی موضوع. ولی اگر فکر میکنید این مقاومت tardigrade ها به این شرایط سخت باعث شده وارد جایگاه اول لیست ما بشه سخت در اشتباهید چون هنوز خرس دریایی قدرت هایی داره که میتونه ما رو شگفت زده تر بکنه، شما هم فاجعه هسته ای چرنوبیل رو شنیدید که توی این حادثه مواد رادیواکتیو نشت پیدا میکنه و جان عده ی زیادی رو میگیره نه تنها انسان بلکه به حیوانات ان منطقه اسیب زد و دولت شوروی برای جلوگیری از پخش شدن بیشتر این مواد تمام موجودات و درختان اون منطقه رو از بین برد و همچنان اون منطقه خالی از سکنه است و هنوز انسان بدون تجهیزات خاص نمیتونه وارد اون منطقه بشه میزان لول رادیو اکتیو در فاجعه چرنوبیل 300 gry بود که 5gry ان برای کشتن انسان کافی است، حال tardigrade ها میتوانند تا 6000gry را تحمل کنند، 20 برابر بیشتر از میزان تششعات چرنوبیل، این موجودات میتوانند از انفجار بمب هسته ای تمام شوند پس یکی از معدود موجوداتی اند که میتواندد پس از اخرالزمان هسته ای زنده بمانند و حیات رو در کره زمین ادامه بدن اون ها با تولید pro های خاص به نام damage suppressor باعث حفاظت از DNA و مانع تخریب DNA توسط اشعه های گاما میشود،
همچنین اون ها با رفتن در حالت tune در شرایط عدم اکسیژن به مدت چند روز میتوانند زده بمانند آن هم با کاهش متابولیسم بدنشون و بیحرکت ماندن.
همه ی این ازمایش ها و دیده ها باعث شد تو سال 2007 سامانه فضایی اروپا هنگامی که تیمی از دانشمندانش را به فضا برد تعدادی از tardigrade ها را نیز با آنها به فضا فرستاد، فضانوردان آنها را در محیط فضا که خلا بود به مدت چند روز قرار دادند، و نتیجه به طرز دیوانه واری باورنکردنی بود، در شرایطی که اشعه های خورشید به طور مستقیم و بدون هیچ فیلتری به آنها تابیده میشد، دمای به شدت پایین فضا، و خلاء و عدم وجود اکسیژن جو تعدادی از tardigrade ها همچنان زنده مانده بودند، که همین ازمایش به تنهایی ثابت میکنند که قوی ترین و سخت ترین موجود کره زمین چیزی جز خرس آبی نیست و میتوان آن ها را به راحتی سوپر من نامید
البته که تمام این ویژگی ها اون ها رو جاودانه نکرده، اون ها اصلا نامبرا نیستند بلکه به دلیل اندازه کوچکی که دارند به راحتی توسط تک سلولی های بزرگتر خورده میشوند، و از این نظر به شدت اسیب پذیراند. همچنین آنها اصلا اکستروموفیل نیستند. و شرایط طبیعی با غذای کافی را دوست دارند و ترجیح میدهند.
فکر کنم با دونستن این اطلاعات شما هم علت این انتخاب را متوجه شدید و با من هم نظرید که تنها موجودی که تا امروز شناخته شده است و لیاقت دست یافتن به عنوان سخت ترین موجود و جان سخت ترین را دارد. همین خرس دریایی است. این موجود در تمام نقاط زمین پیدا میشه، از اعماق اقیانوس ها تا در نزدیک دهانه اتشفشان ها، همگی گواه بر این است که او ساکن اصلی زمین است.
خرس دریایی با داشتن این ویژگی های منحصر به فردی که دارد ولی اصلا دلش نمیخواهد در شرایط سخت و دشوار زندگی کند، او اصلا اکستریموفیل(سخت دوست) نیست، اون ها دسته ای از باکتری ها و ارکی باکتری ها هستند که دوست دارند در مناطق سخت زندگی کنند، در صورتی که خرس دریایی اصلا اینطوری نیست، اون بیشتر شبیه ماست، ما دوست داریم یک زندگی معمولی با غذا و تفریح استراحت کافی داشته باشیم، درسته که زندگی گاهی اوقات سخت میشه، (البته تو ایران اکثر مواقع اینطوریه)، و ما میدانیم باید در برابر این سختی صبر و مقاومت از خودمون خرج بدیم و میدونیم که این سختی ها اومدن تا برن، خرس دریایی صرفا موجود صبور و مقاومیه و امید داره که یه روز این سختی و این شرایط بد از بین میره پس صبر میکنه و هرگز تسلیم نمیشه تا روز های بهتر خودشون رو نشون بدن.
