Bedårande tardigrader har en överraskande, dödlig svaghet

Små men tuffa tardigrader är inte så oförstörbara som tidigare trott. 

Dessa mikroanalyser, som lever i både färskt och saltvatten, är kända för sin förmåga att överleva ytterligheter som skulle döda andra organismer. Men ny forskning upptäcker att varelserna snabbt försvinner under värme. Vattentemperaturer på cirka 100 grader Fahrenheit (37,8 grader Celsius) kan döda tardigrader på bara en dag. När globala temperaturer stiger kan det bli ett problem för dessa djur, sade författarna till den nya studien. 

"Tardigrades är definitivt inte den nästan oförstörbara organismen som annonseras på så många populära vetenskapswebbplatser", säger Ricardo C. Neves, en postdoktor i biologi vid Köpenhamns universitet, som medförfattare av det nya uppsatsen om tardigrade-seghet, publicerade Jan 9 i tidskriften Scientific Reports.

Relaterad: 8 skäl till varför vi älskar tardigrades

Gränserna för tardigrader

Tardigrades är mycket älskade bland vetenskapsentusiaster för deras konstigt bedårande utseende. De har fylliga kroppar och fyra uppsättningar knubbiga ben. Denna söthet har fått tardigrader smeknamn "vatten björnar" och "mossa smågrisar." De flesta arter mäter mindre än 0,02 tum (0,5 millimeter). 

De är också överlevande. Tardigrades klarar av att frysas, torkas ut, berövas syre och spränga med strålning - de har till och med överlevt resor i rymdvakuumet. Critters gör detta genom att gå in i det som kallas en "tun" -stat. De drar i lemmarna och drar ihop sina kroppar, upphör med sin ämnesomsättning och kommer i huvudsak in i ett tillstånd av upphängd animering. Det kan till och med förekomma tardigrader i detta tunstat på månen just nu, efter en kraschlandning av en israelisk månsond som sannolikt skickat några provspridning. 

Tidigare forskning fann att tardigrader till och med kunde överleva att kokas till 151 C (303,8 F) i en timme, berättade Neves. Men ingen hade studerat hur tardigrader hanterar värme under längre perioder. Det är vad Neves och hans kollegor avsåg att göra. 

Relaterad: Hur länge lever Tardigrades?

Deras metoder var enkla. Forskningsteamet exponerade tardigrader av sötvattensarten Ramazzottius varieornatus till temperaturer upp till 40 ° C i steg om 2, 24 eller 48 timmar. Tardigraderna var antingen i aktivt eller tunat tillstånd. Forskare testade också varelsernas överlevnad när temperaturökningen var gradvis snarare än omedelbar, och utsatte några av tardigraderna för acklimatiseringsperioder på 2 timmar vid 86 ° C (30 ° C) och sedan 2 timmar vid 95 ° C (35 ° C). 

Resultatet? För länge i värmen var inte bra för tardigrade hälsa och lycka. Efter 48 timmar vid 104 F dog alla tardigrader i aktivt tillstånd. Vid 98,6 F (37 ° C) dog cirka 46% av de aktiva tardigraderna inom 48 timmar. Acklimation hjälpte dock. Aktiva tardigrader som genomgick acklimatiseringsstegen hade en överlevnad på 72% efter 48 timmar, vilket betyder att bara 28% dog.

Uppvärmning

Med hjälp av ett riktvärde på 50% dödsrate, fann forskarna att det tar 48 timmar vid 37,1 C (98,8 F) för att döda hälften av aktiva tardigrader som inte har acklimatiserats till värme. Acclimation ökade temperaturen som behövs för att döda hälften av aktiva tardigrader till 99,7 F (37,6 C). 

Tardigrader i tun-tillståndet var lite bättre och tål högre temperaturer. Det tog uppvärmning till 180,7 F (82,7 ° C) för att döda hälften av tardigrader med tun-tillstånd inom 1 timme. Längre exponeringstid minskade dock temperaturen som behövs för dödlighet. Under 24 timmars exponering räckte 145,6 F (63,1 C) för att döda hälften av tun-state-tardigraderna.

"I slutet av vår studie var vi ganska förvånade över att se våra resultat, eftersom vi förväntade oss att tardigraderna - både i sitt aktiva tillstånd och uttorkade tillstånd - skulle överleva högre temperaturer, vilket tydligt inte var fallet," sade Neves. "Vi hade hittat deras akilleshäl."

Denna Achilles-häl är oroande, sade Neves, eftersom den undergräver tron ​​att tardigrader kommer att överleva någonting, även närliggande supernovor eller livförstörande asteroidpåverkan.

"Det faktum att den median dödliga temperaturen för aktiv Ramazzottius varieornatus är så nära den för närvarande uppmätta maximala temperaturen i Danmark (dvs 36,4 grader C [97,5 F]) - där prov som använts i denna studie har tagits i stickprov - är enligt vår mening ganska oroande, "skrev Neves i ett e-postmeddelande till . 

Men tardigradernas framtid är fortfarande osäker, tillade han. Laboratorieexperimenten visade att djuren kan anpassas till temperaturökningar i viss utsträckning, så uppvärmningshastigheten och förmågan hos tardigrader att anpassa sig förmodligen kommer att avgöra deras öde. En annan fråga, sade Neves, är hur väl marina tardigrader, inte bara sötvattensarter, kommer att svara på varmare vatten när världen värms upp.

• Extremt liv på jorden: 8 bisarra varelser 
• De bästa gåvorna för Tardigrade-älskare
• I foton: Världens fräckaste djur

Redaktörens anmärkning: Den här artikeln uppdaterades för att klargöra temperaturintervallet vid vilket tardigrader inte kan överleva. 

Ursprungligen publicerad den .