Человечество беззащитно перед космосом? Спросите у тихоходок, как это исправить

Человечество ищет ключ к покорению космоса в неожиданном месте — под микроскопом . Среди множества смелых идей, прозвучавших на мартовской конференции по изучению Луны и планет в техасском городе Вудлендс, особое внимание привлекло предложение изучить секреты выживания тихоходок — микроскопических существ, известных в научном мире как "водяные медведи".

Удивительные способности этих организмов заинтересовали кандидата в астронавты NASA Исадору Арантес и профессора Федерального университета Риу-Гранди-ду-Сул Жеанкарло Дзанату. По их мнению, механизмы, позволяющие тихоходкам переносить экстремальные условия, могут подсказать решение главной проблемы дальних космических экспедиций — защиты человеческого организма от враждебной среды других планет: губительной радиации, меняющегося климата и прочих “радостей”.

Размером не больше песчинки, эти удивительные существа населяют практически все уголки Земли: от глубоководных впадин до горных вершин, от тропических лесов до полярных льдов. Природа наделила их способностью выдерживать немыслимые для других организмов нагрузки: температуры от абсолютного нуля (минус 271 градус Цельсия) до точки кипения воды, давление в 1200 раз выше атмосферного, полное отсутствие влаги и смертельные для других форм жизни дозы радиации.

При неблагоприятных условиях тихоходки переходят в состояние криптобиоза — полной остановки метаболизма, сохраняя возможность вернуться к активной жизни даже спустя десятилетия. Они сворачиваются в характерную "бочкообразную" форму, практически полностью избавляются от воды и замедляют все жизненные процессы до минимума.

Главный секрет неуязвимости водяных медведей кроется в уникальном белке Dsup, формирующем защитный экран вокруг генетического материала клетки. Компьютерное моделирование с использованием программного комплекса Gromacs показало, как молекулярная структура рассеивает губительное излучение и предотвращает разрушение цепочек ДНК. По эффективности защиты от радиации белок Dsup превосходит все известные природные механизмы.

Арсенал защитных средств включает целый комплекс специализированных молекул. Белки теплового шока препятствуют разрушению клеточных структур при экстремальных температурах, работая как молекулярные "ремонтники". Антиоксидантные ферменты нейтрализуют свободные радикалы — агрессивные частицы, возникающие под действием радиации и высокого давления.

Способности тихоходок переосмыслили представления учёных о пределах жизни во Вселенной. Марсианская поверхность, бомбардируемая космическими лучами, с резкими перепадами температур и редкими выбросами жидкой воды, теоретически могла бы стать пристанищем для подобных существ. Не менее вероятно их существование в подповерхностных океанах спутников планет-гигантов — Европы и Титана, где вода смешана с аммиаком, а температуры опускаются до минус 180 градусов.

Помимо космических дилемм, изучение механизмов выживания этого вида открывает путь к созданию революционных биотехнологий. Например, сельскохозяйственные культуры, получившие гены тихоходок, смогут противостоять засухе и заморозкам, что особенно важно в условиях изменения экологической обстановки. И другие области не останутся в стороне: от сохранения донорских органов до создания новых защитных материалов.