Животното, което живее 10 000 години

Те падат от небето и се приземяват на синята планета с гръм и трясък. Мнозина от екипажа пропускат случващото се. Дълбоко в космическия кораб, прилежно подредени лежат редици спящи астронавти. Всеки свит в своя капсула, където може да оцелее 10 000 години.

Това не са обикновени космически пътешественици. През следващите седмици те се излюпват от черупките си и се превръщат в напълно развити морски чудовища: розови на цвят, с три очи и единадесет чифта крака.

Това е истинска история. Годината е 1972 и въпросните пътници са артемии, наричани още морски маймуни или соленоводни скариди, завръщащи се от мисията Аполо 16. Изпратени са в космоса, за да се изследва върху тях ефекта на космическата радиация.

Тежкият експеримент изисква почти непобедима опитна мишка. И такава е намерена: артемията, чиито умения за оцеляване са абсолютно невероятни.

Можете спокойно да я сушите, да я запалите, да я разтворите в алкохол, да я лишите от кислород, да я облъчите с УВ светлина, да я сварите при 105°C или да я замразите при почти абсолютната нула: температура, при която атомите спират да се движат. Оцелява също при екстремна киселинност, която разгражда човешката плът, във 50% разтвор на сол във вода, както и в баня от инсектициди. Няма проблем с вакуума в космоса или със смазващото налягане на 6000м дълбочина в океана.

Космосът е изпълнен със заредени частици, наречени космически лъчи, които лесно преминават през клетки, тъкани и алуминиевите стени на космически кораб. Луната пък е идеалното място за изучаване на ефекта, който оказват върху астронавтите.

Експериментът Биостак I включва поставянето на ембриони на артемия, заедно с растителни семена и бактериални спори, между слоеве чувствителни на радиация материали. Лъчите, преминаващи през обектите на експеримента попадат върху слой със сензори, за да знаят учените откъде точно са минали.

От 110 ембриона на артемия облъчени на борда, голяма част се излюпват – макар и с деформации – а няколко дори заживяват щастливо като скариди.

По-късно същата година се провежда и Биостак II по време на Аполо 17. Резултатите са сходни.

Странното е, че артемията изглежда изключително крехка със своите веещи се крачета и дълги антенки. Каква е тайната й?

Въпреки името си, морските маймуни не обитават открития океан. Те се плацикат в солени водоеми и езера, от Голямото солено езеро в Юта до Каспийско море, вече повече от 100 милиона години.

Соленоводната скарида технически не е и скарида. Малка е, едва 15мм дълга. Храни се с водорасли, които филтрира от водата. Плува с корема нагоре и диша през краката си. Женската пък няма нужда от мъжки, за да се възпроизвежда.

Най-важното обаче, има уникално влечение към солта. Може да толерира до 50% концентрация на сол. Подобна вода е много по-солена от океанската, в която има едва 3.5% сол. Артемията няма нищо против.

Но има и уловка: ако живееш в солено езеро, винаги има риск то да пресъхне. Домовете на морските маймуни често изчезват за месеци, години или десетилетия. Това би било голям проблем за всеки друг, но не и за тях, защото те просто изсъхват.

Когато условията са добри, женската артемия снася яйца с тънка обвивка, които се излюпват веднага. Но когато храната е оскъдна или е твърде солено, тя прибягва до резервния план. Произвежда така наречените „кисти“ – мехури, в които има почти напълно развита ларва.

Тези кисти могат да издържат на почти пълна дехидратация, изгубвайки повече от 97% от водата си. Всичките им жизнени процеси спират и навлизат в състояние на анхидробиоза – спирка между живота и смъртта.

Всеки, който е отглеждал морски маймуни знае, че за да съживиш ембрионите само трябва да ги намокриш. Кистите набъбват 1.4 пъти за по-малко от 24 часа, след което се излюпват. В началото имат само едно примитивно око, но по-късно им порастват още две, по-развити.

Това е агресивна стратегия за агресивна околна среда – и работи! През 90-те години, екип, пробиващ за нефт близо до Голямото солено езеро се натъква на кисти между два слоя сол. Чудейки се дали ще се излюпят, те ги поливат с вода и чудо – наистина се излюпват! Радиовъглеродното датиране поставя възрастта им на 10 000 години.

Как е възможно е това?

Водата е течността, в която молекулите в клетките ни се движат и смесват, давайки старт на животоподдържащи химически реакции. Няма ли вода, логично е да спрат и тези процеси.

При повечето животни обаче загубата на твърде много вода означава смърт. Хората могат да си позволят да изгубят само 15%, докато няколко животни стигат и до 50%.

Няма ли я водата, молекулите в клетките губят триизмерната мрежа, която ги изгражда. Протеините, захарите и хромозомите се разпадат.

Предизвикателството е молекулите да запазят формата си при изсъхването си. За целта артемията има гениално решение – превръща клетките си в твърда захар.

Кистите са пълни с необичайна захар, наречена трехалоза, която съставлява 15% от сухата им маса. Твърда и гладка е, като стъклото. Освен това запазва структурата на протеините и мембраните.

Трехалозата е магическата съставка при повечето организми, способни да хибернират дълги години. Тя позволява на соленоводната скарида да се справи с дехидратацията, но е ключът и към много от другите й способности. Оказва се, че като премахнеш водата, получаваш изненадващи ползи.

При нормална температура, която се харесва на човека, водата е известна с даряващите живот свойства. Но, ако я изстудите или нагреете твърде много, тя става смъртоносна. Ледените кристали са като миниатюрни ножове, които разкъсват клетките отвътре навън. Течната вода също така се разширява преди да замръзне или заври, което също има смъртоносни ефекти.

Ако премахнете водата, избягвате и всички тези рискове. Дори радиацията вече не е особен проблем.

Обикновено космическите лъчи взаимодействат с водните молекули в тялото. Това отприщва силно реактивни форми на кислорода, включително химикали подобни на белината. Те сеят разруха в клетките и тъканите. Сухите ембриони на артемията избягват тази опасност.

Въпреки всичко, дехидратацията не е решение на всички проблеми. Тя не предпазва ДНК от въздействието на космическата радиация, нито пък протеините от горещината. Затова кистите имат още няколко трика, от молекули, поправящи ДНК, до протеини без фиксирана структура.

Защо еволюцията е създала артемията толкова издръжлива? Изглежда, че животът й в токсични среди означава, че е в по-голяма безопасност.

Морските маймуни обитават солени езера, известни като „морета на смъртта“, където условията за живот са изключително тежки. Солеността в Голямото солено езеро например е между 5 и 27%. Дъното пък му е равно, което е друг проблем. Ако нивото на водата спадне дори само с 30см, бреговата линия се измества с повече от километър и половина. От 1963г до 1986г езерото се е свило с почти 60%.

Ако всичко това не е достатъчно, съществата, обитаващи големите височини на Голямото солено езеро, трябва да се справят и с 15% повече УВ светлина, отколкото на морското равнище. И последната опасност е риска от задушаване, тъй като солената вода съдържа по-малко кислород.

Както може би очаквате, само няколко същества могат да понесат такива екстремни условия. Освен ларвите на два вида мухи, соленоводната скарида е господарят на езерото. Това означава, че няма хищници, от които да се страхува.

Въпреки всичко, клетките на артемията не могат да понесат твърде много сол, затова я изхвърлят от телата си, когато стане в повече. Това е процес, който изисква много енергия, така че е логично да се запитаме защо изобщо живее в солените езера.

Причината е в диетата й. За да оцелява само на токсични водорасли, артемията има сделка със специални бактерии, които й помагат да разгражда храната. Учени от Франция се зачудили дали тези бактерии не са причината за соления апетит на артемията.

За да разберат дали е така, те изследват соленоводни скариди в стерилна среда, за да се отърват от бактериите, след което ги пускат във вода с различна концентрация на сол. Направили същото и с обикновени соленоводни скариди, но без да ги изчистват от бактериите.

Оказва се, че стерилните се справят по-добре при по-малко сол, докато онези с бактериите имат нужда от доста сол. Изводът от експеримента е, че артемията е жертва на симбиозата. Тя не може да живее без бактериите, а те искат сол.

Въпреки всички трудности, животът в супер солена вода предлага голяма награда: много водорасли и никаква конкуренция. В Голямото солено езеро артемиите са милиарди на брой. Всяко лято женските снасят яйцата си, които покриват повърхността на водата и изплуват на брега. На следващата пролет, когато езерото се постопли, милиарди малки ларви започват да се излюпват.

Всички тези яйца и соленоводни скариди са голям бизнес за местните, които събират около 9000 тона яйца и ларви от октомври до януари.

Именно голямата резистентност на артемиите ги прави толкова предпочитани. Кистите им се вакумират или консервират и се продават по целия свят. След 24-часов инкубационен период, ларвите се дават като храна за рибите в комерсиалните ферми.

Могат да се ядат и директно, както правят американските индианци от хиляди години. Предложени са й като храна за астронавтите по време на бъдещите дългосрочни мисии в космоса.

Кистите на артемията представляват интерес и за медицината, благодарение на захарта, с която оцелява при дехидратация. Работи се по методи, които да позволяват запазването на ваксините свежи по-дълго време, доставянето на инсулин без нуждата от инжекции, както и удължаване на срока на годност на кръвните продукти.

При експеримент от 2009г е доказано, че човешките клетки могат да бъдат замразени и изсушени в микс от химикали – включително трехалоза. В дългосрочен план това може да се използва за запазването на човешки яйцеклетки.