Hoe weerbaar kan het leven zijn? Tardigrades brengen het antwoord naar een nieuw niveau. Dit eencellige organisme van een millimeter dat de grenzen van ons begrip van leven uitbreidt, is fascinerend.
Het eerste wat opvalt is dat onze hoofdrolspeler niet precies in de categorie “het mooiste wat je vandaag zult zien” valt. Het bekijken van een tardigrade is een ambivalente ervaring: deels “awww” en deels “wat is dat eigenlijk?”. Afhankelijk van de foto. Maar feit blijft dat dit bijzondere wezen bewonderenswaardig is… en bijna niet te doden – letterlijk – en zelfs meer franchises heeft dan Bruce Willis.
Tardigrades zijn kleiner dan een zoutkorrel en “lopen” met acht dikke pootjes die eindigen in kleine klauwen. Ze zijn zo zeldzaam als ze onvernietigbaar zijn. Deze beestjes hebben de wetten van de natuurkunde, biologie en zelfs de dood uitgedaagd.
Ze leven praktisch overal op de planeet: in mos, op stedelijke planten, in tropische bodems, de zeebodem, thermale bronnen en gletsjers. Ze overleven zelfs in extreme temperaturen, straling en in de ruimte, waar geen enkel ander wezen kan overleven.
Wat fascinerend is, is dat ze er op het eerste gezicht niet veel bijzonders uitzien. Ze zijn doorzichtig, onhandig in beweging en kunnen in de beste gevallen nauwelijks onderscheid maken tussen licht en donker. Maar als overleven onmogelijk lijkt, activeren ze een biologisch arsenaal dat uit een sciencefictionfilm lijkt te komen.
Terwijl wij afhankelijk zijn van zonnebrandcrème, jassen, flessenwater en een atmosfeer om te overleven, kunnen deze kleine wezens in een “levenspauze” gaan en de omstandigheden doorstaan die onmiddellijk elk mens zouden doden. Laten we vandaag kennismaken met degene die, zonder het te willen, de grenzen van het leven herdefinieert.
De Sterkste Wezen ter Wereld
Tardigrades zijn in zekere zin een herinnering dat leven niet inherent kwetsbaar is. Hier zijn hun superkrachten:
Termo-onkwetsbaar
Een van de meest verbazingwekkende kenmerken van tardigrades is hun extreme tolerantie voor zowel hitte als kou. Ze kunnen overleven nabij het absolute nulpunt, rond de -272 °C, waar alles, inclusief cellulaire leven, zou moeten stoppen. En ze kunnen ook temperaturen van meer dan 150 °C in korte periodes weerstaan.
Terwijl de meeste levende wezens falen bij temperaturen onder de 0 °C (bij mensen begint de hypothermie onder de 35 °C) of boven de 45-50 °C, speelt de tardigrade in een andere competitie.
Stralingsbestendig… Echt waar!
Een andere ongelooflijke eigenschap is hun bijna absurde vermogen om straling te overleven. Er zijn soorten tardigrades die tussen de 5.000 en 6.000 Gy kunnen verdragen (1 Gy = 1 joule stralingsenergie geabsorbeerd door een kilogram materie).
In menselijke termen: wij beginnen ernstige schade te lijden bij 1 Gy en meer dan 5 Gy is dodelijk. En ze overleven niet alleen röntgenstraling; ze hebben ook directe blootstelling aan ultraviolette zonnestraling en experimentele kosmische doses overleefd die geen enkel ander dier aankan.
Overleven in de Ruimte (zonder pak)
In 2007 werden enkele exemplaren de ruimte in gestuurd tijdens de FOTON-M3-missie van de ESA. Ze werden blootgesteld aan absoluut vacuüm, zonnestraling, variabele en intense temperaturen, en keerden levend terug. Ze begonnen zelfs zich voort te planten in hun “ruimteparadijs”.
Tot op heden zijn zij het enige bekende meercellige dier dat een dergelijke directe blootstelling in de ruimte kan overleven. Het ironische is dat een beestje dat op de punt van een speld past, helpt te begrijpen hoe astronauten maandenlang in microzwaartekracht beschermd kunnen worden.
Extreme Uitdroging
En wanneer de omgeving droogt, laat dit dier zijn grootste truc zien: het krimpt. Het stoot bijna al het water uit zijn lichaam en verlaagt zijn metabolisme met meer dan 99,9%. Het gaat in een soort extreme winterslaap waarin het jarenlang volledig gedroogd kan overleven, wachtend op gunstigere omstandigheden.
Deze staat staat bekend als “tun”, en in deze staat kunnen ze ook druk van tot ~6.000 atmosferen weerstaan. Wat een onderzeeër zou verpletteren, overleeft de tardigrade alsof hij zich klein maakt om te slapen.
De Wetenschap Achter de Mythe
Maar wat maakt ze zo bijzonder sterk? Tardigrades bezitten unieke eiwitten die ze fysiek en genetisch onoverwinnelijk maken. Cryptobiose is de sleutel tot het grootste deel van hun weerstand. In de tunstaat vervangt hun lichaam het interne water door een netwerk van speciale eiwitten dat hen als een biologisch glas maakt. Hun lichaam wordt tot het uiterste samengedrukt en heeft geen grote, rigide interne holtes, wat de kans op schade door expansie of compressie vermindert.
De ontdekking van deze eiwitten in 2017, bekend als TDP (Tardigrade-specific intrinsically Disordered Proteins), heeft de manier veranderd waarop we de biologie van extreme weerstand begrijpen. Deze eiwitten zijn intrinsiek ongeordend, maar wanneer de tardigrade uitdroogt, reorganiseren ze zich in een glazen matrix die alle structuren van de cel stabiliseert.
Dit verklaart waarom ze extreme kou, hitte, vacuüm, straling en zelfs mechanische schokken kunnen weerstaan. Het is alsof elke cel verandert in een klein stuk gehard glas. Hun andere grote moleculaire superkracht staat bekend als Dsup, het beroemde “Damage Suppressor Protein”. Ontdekt in 2016, bindt dit eiwit zich aan het DNA en fungeert als een schild dat de stralingsschade drastisch vermindert. Het beschermt niet alleen, het versnelt ook de mechanismen voor genetische reparatie.
Herdefiniëren Van “Leven”
Tardigrades breiden de biologische grenzen van de planeet uit. Ze herinneren ons eraan dat leven kan bestaan, zelfs in omstandigheden die conventioneel onverenigbaar zijn met het bestaan. En zo herdefinieert een organisme van slechts een millimeter wat we begrijpen onder leven.
Paradoxaal genoeg lijkt het erop dat het meest resistente dier op de planeet niet lang leeft. Hun actieve leven duurt slechts enkele maanden tot een paar jaar; in tun kunnen ze “slapen” gedurende tientallen jaren. Maar voor een microscopisch organisme is leven één of twee jaar al een prestatie. Vooral het kunnen pauzeren van hun leven gedurende tientallen jaren zonder te verouderen of te slijten is een prestatie op zich.
