مطالعات زیست‌شناسی روی خوکچه خزه‌ای، مرزهای تعریف زیستگاه مناسب برای حیات را جابه‌جا کرده است

جان سخت

موجوداتی هستند که حتی اگر آنها را در آب بجوشانید، در دمای انجماد قرار دهید یا با بارانی از رادیواکتیو بمبارانشان کنید، چنان سخت جان هستند که اتفاقی برایشان نمی‌افتد و همچنان زنده می‌مانند! اینها گروهی از باکتری‌هایی هستند که حتی درون صخره‌ها هم زنده می‌مانند و در برابر گرما، سرما و تشعشعات هسته‌ای شدید دوام می‌آورند. زندگی در این دنیای عجیب و پر از شگفتی انواع متفاوتی دارد. یکی از این موجودات جالب توجه که از 540 میلیون سال پیش در سیاره ما زندگی می‌کند، خوکچه خزه‌ای یا خرس آبی (Tardigrada) نام دارد؛ جانور آبزی کوچکی با هشت پا که از پیچیده‌ترین جانوران اکستریموفیل (Extremophile) شناخته شده است. اکستریموفیل‌ها گروهی از موجودات زنده هستند که در محیط‌های خشن فیزیکی یا شیمیایی زندگی می‌کنند که معمولا ادامه حیات به طور عادی در آنها ناممکن است. خوکچه خزه‌ای یک شاخه از پوست اندازان هستند که به دلیل حرکت بسیار کندشان به جانور کندرو یا تنبل معروف شده است. این جانور چهار جفت پای شکمی دارد که به چنگال یا پنجه ختم می‌شود. بسیاری از گونه‌های این جانور روزها را صرف خوردن جلبک و شناکردن در قطرات آب خزه‌ها و گلسنگ‌ها می‌کنند و به همین دلیل بدن بسیاری از آنها شفاف است. اولین خوکچه‌های خزه‌ای را سال 1773 زیست‌شناسی به نام جان آگوست گوئز کشف کرد و از آن زمان تاکنون بیش از هزار گونه جدید از این جانور کشف شده است. خوکچه‌های آبی فقط 3دهم و 5دهم تا حداکثر 5/1 میلی‌متر طول دارند. (آنچه در تصویر بالا می‌بینید، 400 برابر اندازه واقعی بزرگ شده است.)

کد خبر: ۹۴۴۳۳۱

محل زندگی خوکچه‌های خزه‌ای

خزه‌ها، گلسنگ‌ها و دیگر نواحی مرطوب پاتوق ایده‌آل این جانورانند. تا دو میلیون عدد از خوکچه‌های خزه‌ای می‌توانند در یک متر مربع از خزه‌های نقره‌ای‌رنگ زندگی کنند. آنها با استفاده از پنجه‌های تیزشان که روی هشت پای خود دارند می‌توانند به گیاهان، شن یا خاک بچسبند و جریان آب آنها را با خود نبرد.

کوچک‌ترین جاروبرقی دنیا

بیشتر گونه‌های مختلف خوکچه‌های خزه ای از جلبک‌ها تغذیه می‌کنند. آنها دهان مخروطی‌شکل و شبیه جاروبرقی شان را روی غشای سلولی جلبک فشار می‌دهند. سپس دو دندان خنجر مانندشان را وارد پوسته بیرونی گیاه کرده و کل مواد مغذی درون گیاه را بیرون می‌کشند تا جایی که گیاه خشک می‌شود. البته گونه‌های شکارگر این خوکچه خزه‌ای نیز با همین روش طعمه خود را می‌خورند. ناگفته نماند این موجودات می‌توانند حدود ده سال بدون آب و غذا زندگی کنند.

انطباق با شرایط سخت با شبه مردن

جالب‌ترین نکته در مورد این جانور توانایی انطباق آن در هر محیطی با هر شرایط سخت و طاقت‌فرساست. وقتی شرایط زیست محیطی برای این گونه از جانوران سخت می‌شود، آنها می‌توانند وارد حالتی به نام کریپتوبایوسیس (Cryptobiosis)‌ شوند. در این حالت متابولیسم بدن این جانور به 01/0 درصد سطح معمولی‌شان می‌رسد تا حدی که به نظر می‌آید مرده‌اند. آنها با این کار تمام فعالیت‌های بدنشان را به مدتی طولانی تقریبا خاموش می‌کنند، اما به محض این که شرایط زندگی به حالت عادی و مناسب برگشت، از این حالت جالب مرگ گونه طولانی بیدار می‌شوند. توانایی آنها در به تعویق انداختن فرآیند متابولیسم به آنها کمک می‌کند بتوانند در سراسر دنیا و در هر محیطی با آب و هوای کاملا متفاوت زندگی کنند.

این جانوران میلی‌متری، می‌توانند در محدوده دمایی از منفی 270 درجه سانتی‌گراد تا 150 درجه سانتی‌گراد بالای صفر دوام بیاورند و به حیات خود ادامه دهند. خوکچه‌های خزه‌ای می‌توانند در برابر پرتوی خورشیدی، پرتوی گاما یا پرتوی یونی ـ به میزانی چند صد برابر آنچه برای یک انسان کشنده است ـ زنده بمانند. در واقع این جانور با قرار گرفتن در وضعیت کریپتوبایوسیس می‌تواند در برابر شرایط بد زیست‌محیطی مقاومت کند.

7 توانایی شگفت‌انگیز خوکچه خزه‌ای

تنفس بدون شش

هزار گونه از خوکچه‌های خزه‌ای در دنیا شناخته شده و در بررسی‌های آناتومی مشخص شده هیچ یک از آنها شش ندارند. البته هرگز به این شش‌ها هم نیازی ندارند. زیرا اکسیژن مستقیم از طریق پوست وارد بدن شان شده و در تمام اندام‌هایشان منتشر می‌شود. البته برای این که این فرآیند اکسیژن رسانی به درستی کار کند باید اطراف آنها را لایه‌ای نازک از آب پوشانده باشد.

مبارزه با یخ زدن

این جانور میلی‌متری وقتی در محیط‌های با دمای زیر صفر و بشدت یخ زده مواجه می‌شود، شروع به تولید قند می‌کند و جلوی خشک شدن بدن خود را می‌گیرد. در حقیقت این حیوان می‌تواند نوعی شیشه زیست درون زاد تشکیل دهد تا از سلول‌ها و پروتئین‌های مهم بدن حفاظت کند. این توانایی جلوی بیرون زدن بلوک‌های سلولی از بدن را می‌گیرد.

30 سال خواب زمستانی

خوکچه‌های خزه‌ای می‌توانند تا سال‌ها به خواب زمستانی فرو بروند و در حقیقت زندگی شان معلق باقی بماند. هر وقت بدن شان با آب تماس پیدا کرد، از خواب بیدار می‌شوند. بتازگی محققان ژاپنی دو نمونه از خوکچه‌های خزه‌ای را پس از یک خواب 30 ساله بیدار کردند. حتی یکی از آنها توانست پس از سه دهه، تخمگذاری کند و این امکان وجود دارد. زیرا برخی جانوران ماده این حیوان می‌توانند بدون وجود شریک، تولید مثل کنند. مطالعه این ویژگی‌ها شاید بتواند راهکارهایی برای انجام سفرهای دور و دراز میان‌ستاره‌ای برای ما ارائه کند. در این شرایط شاید بتوان انسان‌ها را به شیوه‌ای همچون خوکچه‌های خزه‌ای در شرایط خواب زمستانی قرار داد و آنها را با سرعتی مافوق تصور به فراسوی مرزهای منظومه شمسی فرستاد. خوب است بدانید خوکچه‌های خزه‌ای سال 1386/ 2007 به همراه فضانوردان به فضا رفتند و ده روز در خلأ مورد آزمایش قرار گرفتند. جالب این که آنها زنده ماندند و سپس به زمین برگردانده شدند.

دزدان دی‌ان‌ای

در تحقیقات مشخص شده است خوکچه خزه‌ای می‌تواند دی‌ان‌ای خود را پس از بیدار شدن از خواب کریپتوبایوتیک، تعمیر و اصلاح کند. در زمان بدی شرایط زیستی، مثلا وقتی محیط‌زیست خشن و نامناسب می‌شود و رطوبت بسیار کمی وجود دارد، زنجیره‌های دی‌ان‌ای این جانور می‌شکنند و کاملا خرد می‌شوند. سپس هر زمان شرایط زیست‌محیطی به حالت عادی بازگشت و این جانوران از حالت غیرفعال خارج شدند، شروع به مرمت دی‌ان‌ای خود می‌کنند. در این حالت غشای سلول نفوذپذیر شده و اجازه ورود ژن‌های خارجی را از سوی باکتری‌ها و گیاهان دیگر می‌دهد و با استفاده از دی‌ان‌ای آنها، به مرمت و بازسازی دی‌ان‌ای خود می‌پردازند.

بیگانه با پیری

تمام موجودات زنده روی زمین، سرانجام روزی پیر می‌شوند، بجز خوکچه‌های خزه‌ای! به عبارت دیگر این حیوانات تنها موجودات روی زمین هستند که از این قانون طبیعت پیروی نمی کنند. این حیوانات وقتی آب بدنشان کم می‌شود، فرآیند مسن شدن را در خود متوقف می‌کنند. هر وقت بدنشان از حالت خشکی درآید زندگی‌شان دوباره به جریان خواهد افتاد. به این ترتیب پیر نمی شوند. دانشمندان با مطالعه شرایط زیستی چنین جانوری شاید بتوانند ایده‌هایی برا ی افزایش طول عمر انسان ارائه کنند.

رشد بدون تقسیم سلولی

موضوع جالب در مورد خوکچه خزه ای، این است که بیشتر گونه‌های این حیوانات با سلول‌های کاملارشد کرده، متولد می‌شوند. آنها برخلاف موجودات زنده دیگر از طریق تقسیم سلولی رشد نمی کنند. عجیب‌تر آن که هنگام فرآیند مسن شدنشان، سلول‌ها به جای تقسیم شدن فقط بزرگ می‌شوند.

امیدی برای آینده پزشکی

امروزه پزشکان با شناختن ساز و کار بدن این حیوان قصد دارند در عالم پزشکی از آن بهره ببرند. محققان به روش هایی دست یافته‌اند که در آینده ای نه چندان دور می‌توانند با استفاده از این خوکچه‌ها، اندام‌های انسان را حفظ کرده و تازه نگهدارند. آنها دریافته‌اند این مکنده‌های میکروسکوپی پروتئینی تولید می‌کنند که می‌تواند اندام‌های اهداء شده انسان را به مدت طولانی‌تری قابل استفاده نگه دارند.