Кто такие тихоходки?
Кто это такие эти тихоходки? Как бы странно это ни звучало, но тихоходки – это тихоходки. Они не черви, не насекомые и даже не членистоногие, они – отдельный тип живых существ, который так и называется “Тихоходки”. Напомню, что тип – это очень высокий ранг в зоологической систематике. Например, человек относится к типу Хордовые вместе с птицами, жабами, змеями, рыбами…
Тихоходки – это довольно странные микроскопические многоклеточные существа. Внешне они поразительно похожи на позвоночных животных, хотя меньше их в тысячи раз. Из-за внешнего сходства их также называют водяными медведями или моховыми поросятами. Тихоходки милые и забавные. У них имеются мордочки и восемь лапок с когтями. Есть пол и половое поведение.
Их часто называют неубиваемыми и приписывают им свойства чрезвычайной живучести, но на самом деле, они очень нежные и ранимые существа. Убить их проще простого, поэтому необходимо очень аккуратно с ними обращаться. Все их свойства выживаемости проявляются только в состоянии покоя, или криптобиоза, адаптации к которому вызывают большой научный интерес и активно изучаются учеными. В обычном же(питающемся) состоянии они очень уязвимы и могут быстро отдать концы от любой неосторожной манипуляции.
Краткие факты о тихоходках
- очень маленькие (обычно от 0,2 до 0,5 мм), но вовсе не примитивные!
- имеют точный контроль мышц и двигаются словно высшие животные;
- напоминают маленьких медведей и у них есть когти как у кошек;
- имеют рот, голову, мозг, ноги, глаза, нервы, мышцы….
- живут по соседству с вами (и наверняка в радиусе 10 метров!);
- могут высохнуть и впасть в анабиоз, а потом возвратиться к жизни через годы;
- нужна лишь капля воды, чтобы их оживить;
- в высохшем состоянии могут пережить кислотную атаку, экстремально высокие и низкие температуры, радиоактивное излучение, высокое давление…
- в обычном же состоянии они нежны, уязвимы и очень требовательны к условиям содержания, поэтому их сложно культивировать и держать в качестве домашних питомцев;
- на них увлекательно смотреть под микроскопом;
- в ответ, кажется, будто они смотрят на вас из-под микроскопа!
Где обитают тихоходки?
Тихоходки всегда живут в воде: в океанах, морях и озерах, но чаще всего в небольших каплях воды – микроводоемах внутри мхов и лишайников. По занимаемым экологическим нишам их разделяют на:
- наземных, обитающих во влаге мхов, лишайников и почв;
- пресноводных, живущих в прудах и озерах;
- и морских, обитающих в морях и океанах (в основном в прибрежной полосе)
Несмотря на сугубо водный образ жизни, они не плавают, а ползают по субстрату с помощью 4 пар ног, цепляясь за него острыми когтями или присосками (у морских видов).
Тихоходок часто называют экстремофилами, но это в корне не верно. Они очень требовательны к условиям жизни и не приспособлены к существованию и размножению в неблагоприятной обстановке. Экстремальные же условия они могут переносить только в состоянии покоя (криптобиозе).
Особенно многочисленны и многообразны тихоходки, населяющие мхи.
Мох — идеальная среда для жизни наземных тихоходок и вот почему:
- Мхи безболезненно переносят засушливые периоды(как и тихоходки), и теряют влагу медленно, позволяя тихоходкам постепенно высыхать вместе с ними. Для того чтобы тихоходка успешно впала в криптобиоз (состояние покоя, в котором она проявляет чудеса живучести), потеря влаги должна идти очень медленно. Если ее резко высушить, то она умрет, и ни о какой неуязвимости не может быть и речи.
- Мох является не только пищевым ресурсом для тихоходок, но и средой обитания для других организмов, которыми тоже могут питаться тихоходки(водоросли, простейшие, нематоды).
- Структура мха обеспечивает хорошую диффузию кислорода (тихоходки очень чувствительны к концентрации кислорода, и при его недостатке впадают в аноксибиоз – см.ниже)
Где можно найти тихоходок?
Найти их очень просто, надо только знать где искать и как.
Итак, если вы хотите найти этих зверят, то у вас есть 2 основные опции – искать в прудах и искать во мхе. Хотя, если вы живете у моря, то имеются и другие варианты.
Найти тихоходок в водоемах намного сложнее, чем во мхе. Здесь скорее нужно полагаться на удачу. Если собирать большое количество проб, то рано или поздно вы обязательно наткнетесь на водных медвежат и, если повезет, найдете особые тихоходочные места – пруды с высокой плотностью их населения. Пресноводные тихоходки более милые и более интересные для наблюдений, чем моховые.
Со мхом дело обстоит гораздо проще, он обычно довольно густо населен тихоходками.
Однако, они предпочитают мох, который часто высыхает, поэтому лесные постоянно влажные мхи плохо подходят для их обитания.
Идеальное место – мох на деревьях. Он доступен в любое время года и поиск в нем уж наверняка завершится удачей. Да, да, эти медведи живут на деревьях! Мне еще ни разу не встречался древесный мох без тихоходок. А брать его лучше с высоты на уровне глаз.
Как искать тихоходок во мхе?
Мох — лучший материал для быстрого поиска тихоходок, и как сказано выше, идти за ним нужно не на болото и не в лес, а к ближайшему дереву
После того, как мох собран и принесен домой, его нужно положить в чашку петри (или тарелку) и залить водой. Через несколько минут мох полностью пропитается, и тогда нужно добавить еще немного воды – вода в чашке должна оставаться на уровне нескольких миллиметров. В таком виде оставляем мох на время от получаса до нескольких часов – за это время тихоходки должны проснуться.
Потом мох нужно отжать, для этого можно использовать марлю, нейлоновый фильтр или капроновые колготки:)), и в полученной воде начинать поиски.
В идеале воду нужно выжать в другую чашку петри и просматривать ее в стереомикроскоп с увеличением 20х, а потом найденных зверей пипеткой переносить на предметное стекло и рассматривать уже в обычный микроскоп на большем увеличении. У меня нет такого микроскопа, поэтому я отжимаю сразу на предметное стекло.
На худой конец, можно попробовать хорошую лупу(10х).
Если в полученной капле тихоходки не обнаружены, то отжать еще и повторить поиски, пока звери не найдутся.
Как искать пресноводных тихоходок?
Как сказано выше, найти тихоходок в прудах гораздо сложнее, чем во мхах. Чтобы повысить вероятность находки, можно прицельно искать скопления цианобактерий: я заметила, что там они встречаются достаточно часто. Выглядят эти скопления как склизкие комки темно-зеленого (изумрудного) цвета, плавающие на поверхности водоемов:
Можно увидеть, что эти комки образованы нитями цианобактерий – извилистыми Spirulina и прямыми Oscillatoria.
Цианобактерии формируют целые экосистемы микроорганизмов и являются жилищем для самых разнообразных микросуществ, в том числе тихоходок.
Правда ли, что тихоходки бессмертны и их нельзя убить?
Так повелось, что любое упоминание тихоходок обычно сопровождается эпитетами об их невероятной выносливости, живучести и бессмертности. Они якобы могут жить в любых условиях, и их невозможно убить. Создаётся впечатление, что эти зверьки – просто какие-то терминаторы микромира и над ними можно издеваться как угодно, а им все ни по чем. Так ли это на самом деле?
Все, кто самостоятельно наблюдал тихоходок, знают, что в действительности они нежные и ранимые существа, очень требовательные к внешним условиям, из-за чего их не так то просто культивировать и выращивать в искусственной среде, и уж точно не получится держать их в качестве домашних питомцев! (точнее, получится, но недолго).
Самый частая причина гибели тихоходок во время наблюдения под микроскопом – от давления покровного стекла. Да, “неубиваемая” тихоходка может быть очень легко раздавлена тончайшим покровным стеклом.
Утверждается, что они выживают при температуре 100’С, но на самом деле они быстро дохнут, если просто переместить образец из тени под прямой солнечный свет.
А ещё они очень чувствительны к кислотности воды и ужасно боятся дефицита кислорода. Очень часто к гибели тихоходок приводит размножение бактерий в пробе воды, которые быстро истощают кислород.
В общем, если у вас есть микроскоп и вам попадется тихоходка, то не нужно тестировать ее живучесть, она быстро отдаст концы практически от любого вашего эксперимента.
Откуда же тогда все эти мифы о неуязвимости тихоходок?
Журналисты искажают факты для громких заголовков и сенсаций. Тихоходки не могут жить в экстремальных условиях, они лишь могут их переносить в состоянии покоя, известным как криптобиоз, в которое они впадают при неблагоприятных условиях среды. А к этому состоянию ещё нужно подготовиться и перестроить свой метаболизм, т.е. быстро впадать в спячку они не умеют, этот процесс происходит медленно и плавно, а при резких же изменениях внешних условий они очень быстро гибнут. Более того, далеко не все виды способны впадать в такую спячку. Криптобиоз характерен только для наземных тихоходок (живущих во мхах и почве). Пресноводные же на этот трюк не способны, так что к тихоходкам из водоемов вообще не применимы все эти эпитеты о живучести, они по умолчанию очень уязвимые и ранимые существа.
Видео показывает, как тихоходка выходит из состояния криптобиоза и возвращается к активной жизни:
Сколько живут тихоходки?
Правда ли, что тихоходки живут более 100 лет?
Тихоходкам часто приписывают столетнюю продолжительность жизни. Это связано с единичным сообщением о том, что в одном гербарном образце мха была найдена тихоходка, которая якобы ожила после 120 лет высыхания. На самом же деле в описании этого наблюдения говорилось, что одна тихоходка слегка пошевелила передними лапками, что трудно признать возвращением к активной жизни. Вероятнее всего, данная особь была мертвой, а движение лапок произошло из-за пассивной регидратации образца.
В 2001 году ученые проанализировали документальные данные и сделали вывод, что 10 лет – более реалистичная оценка времени выживания тихоходок в высохшем состоянии.
В 2008 году были проведены дополнительные эксперименты с пятью видами тихоходок, найденных в лишайниках, которые показали более скромные результаты. Были собраны влажные лишайники с активными тихоходками, которым далее позволили высохнуть в условиях окружающей среды лаборатории. Численность тихоходок в образцах была достаточно большая, чтобы сделать статистические выводы. Максимальная выживаемость в условиях криптобиоза зависела от вида тихоходок и варьировала от 1085 до 1604 дней.
Наземные тихоходки постоянно чередуют периоды активной жизни с периодом спячки в высохшем состоянии – то есть за их жизнь эпизодов криптобиоза может быть много. Их общая продолжительность жизни оценивается в среднем в 4-12 лет (учитывая продолжительность эпизодов криптобиоза).
Пресноводные же тихоходки не высыхают и не впадают в криптобиоз, поэтому живут гораздо меньше – обычно до 4-х месяцев, изредка до 2-х лет.
Когти у них очень острые, однако, они не используются для нападения или защиты, а служат для удержания на субстрате. Здесь червь случайно за них зацепился.
Аноксибиоз у тихоходок
Тихоходок часто можно увидеть вот в таком неподвижном идеально симметричном состоянии. Что с ними? Они вообще живы или не очень?
Эти особи находятся в аноксибиозе. Он возникает, когда содержание кислорода в воде падает ниже критического уровня. Его нехватка приводит к нарушению осморегуляции, в результате чего вода поступает в клетки в избытке. В таком состоянии животные вытягиваются (расслабляются) до максимальной длины и уже не в состоянии удалять воду, проникающую через кутикулу.
Вопреки мифам о неуязвимости, тихоходки очень чувствительны к снижению кислорода, и если в пробе все особи находятся в таком надутом состоянии, то значит она была неправильно подготовлена — в мох было добавлено слишком много воды, либо кислород был истощен бактериальным разложением органики (проба долго стояла). Поэтому и рекомендуется размещать мох в широкой посуде с тонким слоем воды, и рассматривать образец, не дожидаясь пока там размножатся бактерии (как и написано выше).
Как долго тихоходки могут выжить в аноксибиозе?
Вопрос спорный, некоторые исследователи считают, что до 3-4 дней.
Если прошло меньше времени, то добавление свежей воды должно быстро их оживить.
Криптобиоз у тихоходок
Чтобы выжить в засушливый период и приобрести способность выдерживать экстремальные условия среды, тихоходке нужно войти в криптобиоз. Буквально означая «скрытая жизнь», криптобиоз – это состояние, в котором тихоходка может пережить сложные времена, затрачивая при этом мало энергии. Находясь в криптобиозе, организм не питается, обмен веществ резко снижается и может даже прекратиться.
Впадая в криптобиоз (высыхая), тихоходки приобретают форму бочонка(tun-state). Бочонок — высохшая спящая тихоходка, которая может переносить условия 0% относительной влажности. Превращаясь в бочонок, тихоходка подтягивает лапки и втягивают голову. Начало этого процесса можно увидеть на видео. Пока я наблюдала за этой тихоходкой, вода под покровным стеклом начала испаряться, тихоходка это почувствовала и решила, что надо готовиться к засухе, прятать голову и втягивать все конечности.
Триггером для формирования бочонка является снижение влажности. Тихоходка должна высыхать медленно, дабы успеть синтезировать вещества-протекторы (глицерин и трегалозу) из запасов гликогена. Формирование бочонка уменьшает площадь поверхности тела и способствует замедлению высыхания. Также большую роль играет субстрат, в котором живут тихоходки. Мох теряет влагу очень медленно, именно поэтому наземные тихоходки очень любят в нем жить.
В итоге тихоходка лишается более 95% воды и приобретает способность выносить самые разнообразные жесткие условия среды.
В активном же состоянии тихоходки живучестью совсем не отличаются, и могут быстро отдать концы при любом резком изменении окружающих условий.
Эту тихоходку застала засуха в процессе линьки, поэтому она свернулась в бочонок, не успев вылезти из своей старой шкурки:
Время, проведенное в спячке, или криптобиозе, останавливает внутренние часы и биологическое старение организма, т. е. период нахождения в криптобиозе не учитывается в биологическом возрасте тихоходок. Это явление известно как “модель спящей красавицы” и характерно также для других микроскопических животных, населяющих мхи — коловраток и нематод.
Однако, существует верхний временной предел нахождения в спячке(от нескольких лет до десятилетия) и связан он скорее всего с клеточными повреждениями в результате химического старения, поскольку механизмы их починки не могут работать в обезвоженном состоянии.
Чтобы оживить тихоходку, достаточно лишь капельки воды. Если намочить сухой мох, то тихоходки очень быстро просыпаются и разбегаются по предметному стеклу во все стороны
Цисты тихоходок
Тихоходки – одни из немногих организмов, которые могут использовать и диапаузу и криптобиоз в качестве состояния покоя, чтобы выжить в неблагоприятных условиях.
- Криптобиоз обычно характерен для наземных тихоходок и ассоциирован с потерей воды или высыханием (состояние бочонка).
- Диапауза же, или инцистирование, обычно свойственна тихоходкам, живущим в водоемах и вызвана ухудшением условий среды, дефицитом пищи и т.д.
Цисты – более сложные образования, чем бочонки криптобиоза. Они имеют яйцевидную форму и состоят из нескольких кутикул, окружающих спящую тихоходку как матрешку. Цисту тихоходки сложно с чем-то спутать. Но для большей уверенности можно посмотреть ее в поляризованном свете, в котором отчетливо видны сияющие стилеты.
На следующем видео показана на первый взгляд вполне упитанная особь, но на самом деле, она настолько истощена, что у нее почти не осталось сил шевелиться. Видно, что клетки полости тела, в которых накапливаются питательные вещества, стали совсем крошечными: запасы иссякли, из-за чего тихоходка кажется почти прозрачной.
В кадре также присутствует ее более продуманная подруга, которая, почуяв неладное(дефицит пищи), спряталась в цисту.
В данном случае, при уменьшении пищевых ресурсов, одна тихоходка решила уйти в небытие и затаиться, а другая, видимо, понадеялась, что еда скоро будет и стала ее ждать, расходуя внутренние резервы. И теперь, она уже не сможет инцистироваться, т.к. для этого требуются энергетические ресурсы (синтез нескольких защитных оболочек), которых у нее не осталось.