Od kilku lat jednym z najgorętszych tematów w światowej biologii są niesporczaki - maleńkie bezkręgowce, które zyskały rozgłos dzięki niespotykanej wśród innych organizmów wielokomórkowych odporności na skrajnie niekorzystne warunki środowiskowe.

Dowiedziono, że nie tylko potrafią przetrwać bardzo długie okresy bez pożywienia i wody, wytrzymać promieniowanie jonizujące, ekstremalnie niskie i wysokie temperatury, wysokie ciśnienia czy stężenia soli, ale nawet przeżyć przez pewien czas w przestrzeni kosmicznej.

Wszystko dzięki temu, że w toku ewolucji wykształciły unikalną zdolność - kryptobiozę, zwaną też życiem utajonym. Kiedy wchodzą w ten stan, ich metabolizm zwalnia niemal do zera. Tak więc choć do aktywnego życia, czyli poruszania się, wzrostu i rozmnażania, potrzebują wody oraz pożywienia, to będąc w kryptobiozie są w stanie wytrzymać nawet długie lata bez tych czynników.

„Za niezwykłą odporność niesporczaków odpowiada nie tylko ich zdolność do wchodzenia w stan kryptobiozy, ale również fakt, iż wykształciły specjalne białka naprawcze, które w momencie powrotu tych zwierząt do aktywnego stanu z niezwykłą skutecznością naprawiają większość uszkodzeń powstałych w ich organizmach w trakcie wspomnianej kryptobiozy" - wyjaśniła PAP dr Weronika Erdmann, specjalistka z dziedziny astrobiologii, geomagnetobiologii, badaczka niesporczaków. "Ale ponieważ jest to ich odpowiedź na życie w stosunkowo niestabilnych środowiskach, nie wszystkie gatunki niesporczaków mają te mechanizmy rozwinięte w równym stopniu. Im bardziej stabilne środowisko życia, tym mniejsza odporność na niekorzystne warunki środowiskowe” - opisała.

Przykładowo lądowe gatunki rodzajów takich, jak Echiniscus, Mesobiotus czy Milnesium znane są ze swojej wysokiej odporności na wysychanie oraz na skrajnie wysokie i niskie temperatury; z kolei zdolności kryptobiotyczne słodkowodnych niesporczaków z rodzaju Hypsibius są uważane za bardzo niskie.

„Może się nam wydawać dziwne, że mchy porastające nasze lasy czy przydomowe murki są aż tak ekstremalnym środowiskiem, że wymagały od niesporczaków wytworzenia przystosowań tego rodzaju. Przecież żyjemy w klimacie umiarkowanym, gdzie nie mamy styczności z aż tak skrajnymi temperaturami. Ale to wszystko jest prawdą w makroskali, w skali mikro - już nie. Bo pojedyncza kępka mchu, będąca środowiskiem życia dla tysięcy niesporczaków, wrotków i nicieni, latem wysycha i ogrzewa się do wysokich temperatur znacznie przekraczających temperaturę powietrza, zimą zaś warstewka wody na jej powierzchni łatwo zamarza. Do tego wystarczy niewielka ilość ptasich odchodów czy soli z przebiegającej niedaleko drogi, by diametralnie zmienić pH wody, która jest tak ważna dla żyjących w mchu organizmów. Większe bezkręgowce, jak stawonogi, mogą +wyemigrować+, gdy warunki przestają im sprzyjać, ale drobne bezkręgowce, np. niesporczaki, zazwyczaj nie mają takiej możliwości. Mogły się więc jedynie +nauczyć+ przeczekiwać te niekorzystne okresy. I tak też się stało” - wyjaśniła dr Erdmann.

Ostatni artykuł autorstwa tej badaczki, opublikowany w czasopiśmie „The European Zoological Journal” (https://doi.org/10.1080/24750263.2024.2341884), dotyczył odkrycia przez jej zespół nowego gatunku niesporczaków z rodzaju Mesobiotus. Naukowcy nazwali go Mesobiotus mandalori, na cześć jednego z ludów przedstawionych w świecie „Gwiezdnych Wojen”.

„Za niezwykłą odporność niesporczaków odpowiada nie tylko ich zdolność do wchodzenia w stan kryptobiozy, ale również fakt, iż wykształciły specjalne białka naprawcze, które w momencie powrotu tych zwierząt do aktywnego stanu z niezwykłą skutecznością naprawiają większość uszkodzeń powstałych w ich organizmach w trakcie wspomnianej kryptobiozy" - wyjaśniła PAP dr Weronika Erdmann, specjalistka z dziedziny astrobiologii, geomagnetobiologii, badaczka niesporczaków.

„Od dzieciństwa jestem fanką fantastyki. W Gwiezdnych Wojnach zakochałam się, jak miałam osiem lat, a Mandalorianie to moja ulubiona frakcja w tym uniwersum. Zresztą jestem członkiem Manda’Yaim – Polskiej Społeczności Mandalorian. Poza tym jest co najmniej kilka skojarzeń łączących odkryty przez nas gatunek niesporczaka, czy też niesporczaki w ogóle, z Mandalorianami" - zauważyła dr Erdmann.

Jak wspomniała, przede wszystkim jest to niezwykła odporność niesporczaków, kojarząca się z pancerzami Mandalorian z prawie niezniszczalnego beskaru. "Po drugie miejsce życia nowo odkrytego gatunku: żyje on na drzewach, a pierwsze w historii przedstawienie Mandalory ukazywało ją jako planetę porośnięta gęstymi lasami. Z kolei pierwsi (poza Bobą Fettem) Mandalorianie, jakich tam poznaliśmy, żyli w osadzie zbudowanej wśród drzew. Ponadto nazwa nawiązująca do popkultury, to świetny sposób na popularyzację nauki” - dodała specjalistka.

Nowy gatunek naukowcy odnaleźli podczas badań prowadzonych w Lasach Czerniejewskich. Jak wyjaśniają, w przypadku tak maleńkich organizmów odkrywanie nowych gatunków jest często dziełem przypadku. „Gdy badamy próbki pochodzące ze słabo zbadanych pod kątem obecności niesporczaków obszarów, faktycznie zazwyczaj liczymy, że znajdziemy tam coś nowego. Ale często, tak jak w wypadku naszego Mesobiotus mandalori, nowe gatunki zostają opisane przy okazji innych, szerszych badań, np. ekologicznych” - zwróciła uwagę naukowczyni.

Meb. mandalori dołączył do grona 114 innych występujących w naszym kraju gatunków niesporczaków oraz w sumie 1464 gatunków z całego świata. Choć - według badaczy - wartość ta jest zapewne jedną dziesiątą całej globalnej różnorodności tych organizmów. Bezkręgowce te żyją we wszystkich środowiskach ziemskich, gdzie występuje choć trochę wody: od morskich głębin po szczyty gór.

Wśród gatunków występujących na terenie Polski dominują niesporczaki lądowe żyjące w mchach i porostach, znanych jest też kilka gatunków słodkowodnych oraz pojedyncze morskie.

Jak podkreśliła dr Erdmann, każdy z nich ma znaczenie dla zachowania różnorodności biologicznej, choć nie zawsze jest ono widoczne na pierwszy rzut oka, zwłaszcza w skali, jaką na co dzień operujemy. "Niesporczaki to drobne organizmy bezkręgowe, długość ciała największych występujących w Polsce gatunków nie osiąga nawet 1 mm. Żywią się głownie bakteriami glebowymi, glonami, wrotkami i nicieniami, czasem innymi niesporczakami. Tak więc operują w skali mikro. Gdy na co dzień mówimy o wpływie, jaki dany organizm ma na środowisko, myślimy natomiast raczej o skali makro” - zaznaczyła specjalistka.

Jednak ekologia tych organizmów, jak uznała rozmówczyni PAP, sama w sobie jest fascynująca. „W niektórych aspektach to wciąż dziewiczy teren do badań” - podkreśliła.

Tematem, który w tym momencie najmocniej zajmuje dr Erdmann, jest poszukiwanie subfosylnych szczątków (czyli pozostałości organizmów żywych, które zmarły w geologicznej skali czasu dość niedawno, na przestrzeni ostatnich 10 tys. lat) niesporczaków i ocenie możliwości ich zastosowania jako markerów paleośrodowisk.

W jej opinii warto badać niesporczaki również dlatego, że mogą one poprawić nasze zrozumienie ogólnych mechanizmów rządzących rozmieszczeniem drobnych zwierząt bezkręgowych. „To ważne, ponieważ większość badań w tej dziedzinie skupia się na znacznie większych i często bardziej mobilnych organizmach. A jak już mówiłam, niesporczaki - podobnie jak nicienie czy wrotki - operują w mikroskali i odpowiadają na nieco inny zakres czynników niż makroorganizmy (kręgowce czy stawonogi), żyjące w teoretycznie tym samym środowisku” - przypomniała naukowczyni.

Mało kto wie, że niesporczaki - mimo ogromnej odporności na niekorzystne warunki środowiskowe - są bardzo mało odporne na uszkodzenia mechaniczne, dlatego szanse zachowania się ich szczątków, np. w postaci skamieniałości, są niewielkie. „Ich ciałom brakuje elementów szkieletowych, które mogłyby ulec fosylizacji (przejście w stan skamieniały - PAP). Z drugiej strony, ponieważ są one tak małe, trudniej ulegają fragmentacji. Dzięki temu w osadach jeziornych i torfowych młodszych niż 10-11 tys. lat można znaleźć jakieś ich szczątki” - wspomniała badaczka.

Zdarzają się jednak sytuacje, choć bardzo rzadko, kiedy badaczom udaje się natrafić na znacznie starsze pozostałości tych zwierząt. Te najstarsze pochodzą z Kredy, a dokładnie z Turonu, czyli sprzed ok. 90-93 mln lat. Odkryto je w bursztynie z New Jersey.

„Choć, niestety, liczbę tego typu znalezisk da się policzyć na palcach jednej ręki, można na ich podstawie ustalić pewne fakty na temat ewolucji niesporczaków. Wiemy dzięki temu, że są grupą bardzo starą. Spekuluje się, iż ich początki mogą sięgać okresu Kambru, a więc 485-541 mln lat wstecz” - wyjaśniła badaczka. Jak dodała, pierwsi przedstawiciele wszystkich znanych obecnie typów zwierząt powstali właśnie w tamtym okresie.(PAP)

Nauka w Polsce, Katarzyna Czechowicz

kap/ bar/ mow/