A gének árulkodnak a medveállatkák őrült túlélési készségeiről

Közeli felvétel egy medveállatkáról

A medveállatkák rendkívüli szívósságukkal tűnnek ki az állatvilágból, amely abban segít nekik, hogy túléljék többek között a forralást, a fagyasztást, a besugárzást és a fegyverből való kilövést is. A tudósok e „szuperképességek" jobb megértése reményében számos olyan egyedi gént azonosítottak, amelyek hozzájárulhatnak a medveállatkák túlélési képességeihez. Kevésbé világos azonban a teljes összefügés: hol, hogyan és miért alakultak ki ezek a csodálatos alkalmazkodási képességek?

Több géncsaládot azonosítottak

A Genome Biology and Evolution című folyóiratban publikált, új tanulmányban a kutatók egy kicsit jobban megértették ezt a meglepően összetett történetet. Arra jutottak, hogy

az ősi medveállatkák a tengeri környezetből kétszer is áttértek a szárazföldi életmódra, majd „számos független alkalmazkodást hajtottak végre a szárazföldön, hogy megbirkózzanak a szárazsággal".

Napjainkban a medveállatkák az egész bolygó területén élnek: a legkülönbözőbb tengeri és szárazföldi környezetben is boldogulnak, az óceánok mélyén lévő iszaptól és az antarktiszi szikláktól kezdve a hegyekig, esőerdőkig és kertekig.

Közeli felvétel egy medveállatkáról Forrás: William R Miller

Ezek az élőlények a tudomány által ismert, legextrémebb állatok közé tartoznak, amelyek még az űr légüres terében is képesek túlélni.

Számos túlélési mutatványuk kulcsa az úgynevezett anhidrobiózis, egy olyan nyugalmi állapot, amelyben a medveállatkák képesek anyagcseréjüket reverzibilisen leállítani, ami segít nekik ellenállni a szinte teljes kiszáradásnak. Tökéletesen alkalmazkodtak minden környezettípushoz. Kedvezőtlen körülmények között cisztát (védőburok) képezhetnek, vagy a kriptobiózis állapotába kerülhetnek.

Korábbi kutatások több olyan géncsaládot azonosítottak, amelyek csak rájuk jellemzőek. Ezek a vízhiányra válaszul bekövetkező extrém metabolikus leállással, az úgynevezett anhidrobiózissal állnak kapcsolatban. A szakemberek több, a hőben oldódó fehérjékkel kapcsolatos géncsaládot találtak, valamint néhány, más állatokban is létező stressznek ellenálló gént.

Génduplikációk is előfordulhattak

Az új tanulmány szerzői szerint a kutatások eddig túl kevés adatot találtak a génekkel kapcsolatban, így a medveállatkák evolúciójáról és ökológiájáról szóló ismereteinkben jelentős hiányosságok maradtak.

A szakemberek az állatok tizenhárom nemzetségének hat géncsaládjának szekvenciáit azonosították,

beleértve a két fő osztály (eutardigrades és heterotardigrades) tagjait is, így elkészíthették az első evolúciós fákat. Úgy vélik, mivel az anhidrobiózis feltehetően hasznosabb a szárazföldi medveállatkák számára, mint óceánlakó rokonaik számára, ezért arra számítottak, hogy kapcsolatot találnak az ezekben a családokban előforduló génduplikációk és az állatok élőhelyének változása között.

Hihetetlen túlélők, a Föld legellenállóképesebb élőlényei Forrás: Wikimedia Commons

Amikor elkezdtük a munkát, arra számítottunk, hogy minden klád egyértelműen az ősi duplikációk köré csoportosul, kevés független veszteséggel

– mondta James Fleming, a Keio Egyetem biológusa az Indiana Egyetem biológusának, Casey McGrath-nak a tanulmányhoz fűzött kommentárjában, amit a ScienceAlert online tudományos portál idéz. – Ez segítene nekünk abban, hogy összekapcsoljuk őket a modern élőhelyeikkel és az ökológiájuk megértésével.

Fleming és kollégái azt mondják, meglepte őket, hogy mennyi független duplikációt találtak ezekben a géncsaládokban, ami arra utal, hogy

az anhidrobiózissal kapcsolatos gének evolúciója lényegesen bonyolultabb volt, mint korábban vélték.

A tudósok most úgy gondolják, hogy a medveállatkák történetében két külön átmenet történt a tengeri élőhelyről a szárazföldi élőhelyekre, egyszer az eutardigrade-k őse, egyszer pedig a heterotardigrade-k között.