Želvušky (Tardigrada) – osminohá zvířátka s baculatým článkovitým tělem, která měří necelý milimetr – platí za nejodolnější živočichy na planetě Zemi. Mají nejraději prostředí tenkého vodního filmu na povrchu mechu, lišejníku nebo řas, kde je můžete najít i v Česku. Jsou ale schopné přežít téměř kdekoliv – na dně oceánu i na ledovci.

Můžete je zmrazit, převařit, vysušit, vyslat do vesmíru, vystavit silné radiaci. Vše přežijí.

Jak to dokážou?

Želvušky se na Zemi objevily před téměř 600 miliony lety, což znamená, že přečkaly pět velkých vymírání na naší planetě.

Je o nich známo, že v extrémním prostředí přežívají pomocí anabiózy, což je metabolický stav, který se dá nazvat dehydratovanou hibernací. Anabiózu ovládá více bezobratlých živočichů, ale želvušky jsou v v této disciplíně na špici. Jejich nohy se během ní zatahují a těla se stáčejí do malých klubíček, která vylučují vlhkost.

Buňky bez vody při tom zaplaví trehalóza, což je cukr ze skupiny disacharidů, který zachová tvar bílkovin a buněčných organel. Ustane veškerý metabolismus i výstavba nebo opravy tělních tkání.

Jak ale tito tvorečkové s pomalou želví chůzí, kteří se živí rostlinnými i bakteriálními buňkami, anabiózu spouští? A jak z ní vystupují? Odpovědi na tyto otázky hledají vědci už desítky let. Nyní je patrně nalezli. V nové studii, publikované v odborném žurnálu PLOS One, popisují molekulární trik, který želvušky používají.

Výzkumníci umístili skupinu želvušek druhu Hypsibius exemplari do roztoku peroxidu vodíku s vysokou hladinou cukru, soli a teplotou minus 80 stupňů Celsia.

Po vložení do tohoto nehostinného prostředí vstoupily želvušky do anabiózy a po vyjmutí z ní opět ožily.

Důmyslná oxidace

Měřením chemického prostředí uvnitř buněk živočichů výzkumníci zjistili, že želvušky vylučují volné radikály, které mohou reagovat s ostatními atomy i molekulami a které zastaví životní procesy v jejich organismu (přesněji zpomalí je na prakticky neměřitelné hodnoty).

Volné radikály – vysoce nestabilní a reaktivní atomy kyslíku, které obsahují jeden elektron navíc – vznikají v živočišných buňkách během fáze známé jako oxidační stres. U většiny živočichů je oxidační stres škodlivý, protože volné radikály reagují s bílkovinami a částmi DNA a způsobují škodlivé mutace.

Výzkumníci však zjistili, že u želvušek volné radikály reagují s aminokyselinou cysteinem, což živočichy uvádí do téměř nezničitelného stavu. Při návratu příznivých podmínek želvušky zmíněný proces zvrátí a z kryptobiózy se probouzí.

Když vědci oxidaci cysteinu zablokovali, tito mikroskopičtí medvídci hibernovat nedokázali.

„Odhalili jsme, že přežití Tardigrad je závislé na reverzibilně oxidovaných cysteinů, které řídí vstup do stavu přežití a výstup z něj vysoce regulovaným způsobem,“ píší vědci ve studii.

Vědci nyní zkoumají, nakolik je popsaný mechanismus mezi druhy želvušek rozšířen.