Loài này sở hữu cơ thể cứng chắc, chịu đựng được nhiệt độ cao tới 150 độ C và thấp nhất tới -272 độ C.
Tính phổ biến
Tardigrades có vẻ bề ngoài tương đối đáng sợ với thân hình béo tròn, nhiều nếp gấp. Chúng có 8 chân với móng vuốt sắc như gấu, miệng chứa đầy răng sắc nhọn. Tuy nhiên, khó có thể quan sát chúng bằng mắt thường bởi Tardigrades chỉ dài khoảng 1mm.
Ước tính trên Trái đất có khoảng 900 loài Tardigrades. Nguồn thức ăn của chúng tương đối đa dạng, từ rong rêu, tảo biến, đến thịt động vật khác hay thịt đồng loại.
Tardigrades là một trong những sinh vật cổ xưa nhất Trái đất. Các nhà nghiên cứu tìm thấy hoá thạch của chúng từ kỷ Cambri hơn 500 triệu năm trước. Nhưng Tardigrades được tìm thấy lần đầu tiên vào năm 1773 bởi mục sư người Đức, Goeze. Khi sử dụng kính hiển vi soi bùn đất, Goeze ngỡ ngàng phát hiện hàng trăm sinh vật có bề ngoài giống gấu. Ông đặt tên cho chúng là “il Tardigrado”, có nghĩa là đi chậm, vì chúng di chuyển lề mề.
Ông William Miller, nhà nghiên cứu về Tardigrades, tại Trường Đại học Baker, cho biết, gấu nước có mặt ở khắp mọi nơi trên bảy lục địa, từ những ngọn núi cao nhất đến những đáy biển sâu nhất được khám phá.
Năm 2007, các nhà khoa học phát hiện những sinh vật có kích thước 1mm này có thể sống sót một thời gian dài trong môi trường chân không lạnh giá ngoài không gian. Hàng nghìn con Tardigrades được gắn lên vệ tinh bay vào không gian. Sau khi trở về, các nhà khoa học phát hiện khoảng 68% chúng vẫn sống sót. Những con cái đẻ trứng ngoài không gian, sinh ra đàn con khoẻ mạnh.
Nhưng ông Miller phủ nhận giả thuyết Tardigrades vốn là sinh vật ngoài không gian. Khả năng sống sót vượt trội của loài này là kết quả của sự tiến hóa nhằm vượt qua môi trường thiếu nước, vấn đề đe doạ sự sống trên Trái đất.
Các nhà khoa học đã tìm thấy những con Tardigrades sống ở những nơi khô hạn nhất trên Trái đất như sa mạc Sinai. Khi môi trường khô đi, chúng cũng co lại. Cơ thể chúng chỉ còn khoảng 3% là nước. Quá trình trao đổi chất cũng chậm xuống còn 0,01% so với tốc độ thông thường. Đến khi được tiếp cận với nguồn nước dồi dào, chúng sẽ quay lại nhịp sống bình thường như miếng bọt biển thấm đẫm nước.
Trạng thái “khô cạn”
Tardigrades được chuyển từ trạng thái bình thường (ảnh trái) sang trạng thái “khô cạn” (ảnh phải).
Năm 2019, Israel đã lưu trữ Tardigrades trong “Thư viện Mặt trăng”, thiết bị sử dụng công nghệ nano để lưu trữ ADN của con người và hơn 30 triệu trang về lịch sử loài người đọc dưới kính hiển vi. Trước đó, họ rút toàn bộ nước trong người Tardigrades, đặt chúng vào hổ phách nhân tạo.
Những con Tardigrades này được tàu thăm dò Beresheet mang vào không gian. Nhưng con tàu đã gặp nạn sau cú đâm vào bề mặt Mặt trăng. Tuy nhiên, vì đã được hút nước, khả năng sinh tồn của loài này rất cao. Ước tính, chúng có thể sống trong trạng thái này hơn một thập kỷ.
Đồng thời, Tardigrades có khả năng hồi phục nhanh chóng. Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy gấu nước có thể tồn tại trong môi trường chân không với áp suất mạnh gấp 5 lần so với những sinh vật sống ở những đại dương sâu nhất. Nguồn gốc của khả năng này vẫn còn là điều bí ẩn với giới khoa học.
Giả thuyết cho rằng khi Tardigrades rơi vào trạng thái “khô cạn”, cơ thể chúng tự động thay thế một số chất trong tế bài thành phân tử trehalose, đường tự nhiên thường có trong nhiều sinh vật sống như nấm, vi khuẩn…
Trehalose không chỉ thay thế nước mà còn hạn chế hoạt động vật lý của các phân tử nước còn sót lại trong cơ thể sinh vật, giúp chúng không bị co giãn khi gặp nhiệt độ nóng, lạnh. Điều này là rất quan trọng bởi việc mở rộng các phân tử nước có thể khiến phá huỷ tế bào ngay lập tức.
Ngoài không gian là môi trường chân không, gây nguy hiểm cho các loài sinh vật trên Trái đất. Ngoài ra, bầu khí quyển trên Trái đất còn bảo vệ các loài sinh vật khỏi bức xạ của các siêu tân tinh, Mặt trời. Bức xạ không gian tồn tại dưới dạng các hạt tích điện. Khi ngấm vào cơ thể sinh vật, chúng xé toạc các phân tử, phá huỷ ADN.
Nhưng Tardigrades, khi ở trạng thái rút nước, tạo ra lượng chất chống oxy hóa, thường có trong các sản phẩm bảo vệ sức khoẻ. Từ đó, giúp vô hiệu hóa tác hại của những oxy nguy hiểm gây ra từ bức xạ. Do đó, Tardigrades có thể chịu được bức xạ cao hơn, tốt hơn so với các sinh vật khác.
Những bí ẩn khác
Nghiên cứu mới đây của tạp chí Genome Biology and Evolution cho thấy Tardigrades dường như không thể phân biệt màu sắc. Đó là bởi hầu hết loài gấu nước không có opsins, một protein có khả năng cảm thụ ánh sáng. Opsins giúp các loài động vật nhìn thấy màu sắc.
Tuy nhiên, cũng có loài Tardigrades, gọi là Ramazzottius variornatus, không có mắt dù opsins hoạt động. Loài khác, Hypsibius exelarisI, có mắt nhưng không phản ứng với kích thích ánh sáng.
Nhiều khả năng những con Tardigrades khác có thể nhận diện một số màu sắc. Nhưng đa phần chúng nhìn mọi vật qua hai màu đen và trắng.
Một điểm yếu khác của Tardigrades là chúng không thể sống lâu trong nhiệt độ cao nếu chúng ở trạng thái “khô cạn”, dù loài này có thể chịu được nhiệt độ lên đến 150 độ C. Nghiên cứu cho thấy Tardigrades khi mất nước chỉ có thể sống 24 giờ dưới nhiệt độ gần 83 độ C.
Nếu đột ngột bị chuyển đến nơi có nhiệt độ cao, chúng sẽ không chết trong thời gian ngắn. Nhưng nếu có thời gian từ từ thích nghi với nhiệt độ cao, Tardigrades sẽ biến đổi và tồn tại lâu hơn. Mọi khả năng sinh tồn của loài này đều đến từ việc dần dần thích nghi vào trạng thái mới.
