Článek
Někdo jim kvůli jejich vzhledu přezdívá i vodní medvídci. Nacházejí se po celém světě, a to i v místech, kde by snad nic jiného nepřežilo. Jejich původ sahá až do doby kambria, tedy začátku prvohor, někdy před 542 miliony let. Želvušky.
Co jsou vlastně zač?
Pocházejí pravděpodobně už z doby kambria, což z nich dělá jedny z nejstarších dosud žijících organismů. Mimo jiné to znamená, že přežily všech pět velkých masových vymírání. Jejich konkrétní zařazení v taxonomii ještě není s jistotou vyřešeno. Morfologické studie je zařazují do příbuznosti se členovci, ale genetické studie zase prokazují bližší příbuznost s hlísticemi. Ať tak, nebo tak, rozhodně se jedná o zajímavé tvory.
Možná bude pro někoho překvapením, že želvušky se nejspíš vyvinuly, nebo spíše zminiaturizovaly z větších předků. Jak se vyvíjely, a především zmenšovaly, postupně se zmenšovaly i jejich tělesné orgány a snižoval počet buněk. U dýchací a oběhové soustavy došlo dokonce k úplnému vymizení, zato trávicí soustava je velmi dobře vyvinutá. Tělo je segmentované a obdařené čtyřmi páry končetin, které jsou zakončené drápky. Na hlavě najdeme ústní aparát, který obsahuje bodce z uhličitanu vápenatého, tzv. aragonitu, pomocí kterých porcuje potravu. Některé želvušky jsou býložravé a jiné zase masožravé, některé dokonce parazitují na pokožce jiných tvorů. Buňky své kořisti propíchnou a vysají z ní živiny. Nervová soustava je žebříčkovitá, což je typický typ nervové soustavy pro členovce a kroužkovce. Na hlavě jsou výrůstky, které pomáhají želvuškám vnímat okolí. Mají také jednoduché oči, ale zcela nečekaně je nemají na povrchu hlavy, nýbrž uvnitř, na mozku.
Želvušky se obvykle rozmnožují pohlavně, ale existují i populace, které jsou hermafroditní, nebo se dokonce rozmnožují partenogenezí. Většinou žijí 18-30 měsíců, ale v době nepříznivých podmínek jsou schopné vstoupit do tzv. anhydrobiózy, kdy se extrémně zpomalí jejich životní pochody a v tomto útlumu jsou schopné přečkat dokonce i desítky let. Vědci už popsali přes 1 400 druhů a stále nacházejí nové. Jejich celková velikost se pohybuje od 250 do 1 200 μm. Ty největší druhy by teoreticky mohly být viditelné pouhým okem, ale protože mnohdy bývají průsvitné, bývá potřeba mikroskop. Většinou se pohybují ve vodním prostředí, ať už mořském, nebo sladkovodním. Některé jsou i suchozemské, ale i na souši jsou velmi vázané k vlhkosti, bez ní upadají do výše zmíněného stavu anhydrobiózy. Obvykle využívají vodní film na listech, mechu, lišejníkách, ale žijí i ve vlhké půdě apod.
Želvuška druhu Echiniscus insularis
Z extrému do extrému
Želvušky jsou neuvěřitelné svojí schopností přežít v extrémních podmínkách. A to nejen v jednom extrému, např. v horkých oblastech, ale naopak klidně i v ledových. Najdeme je tak i u Arktidy či Antarktidy, v Himálajích, na ledovcích, ale stejně tak je najdeme v horkých pramenech, sopečném bahně, dokonce i v poušti. Podle druhu zvládnou i teplotu mínus 272 °C, nebo naopak plus 150 °C. Dalo by se tedy říci, že mohou být doslova všude. Bylo zjištěno, že zvládnou i extrémní tlak - nízký i vysoký. Dehydratace, hladovění, jaderná radiace, to vše je pro ně jen „drobná“ nepříjemnost. Při pokusu dokázaly přežít i vystavení vesmírnému prostoru. Přesto nepatří mezi organismy, které by tyto extrémy vyhledávaly. Radši žijí v přívětivějším prostředí, ale když na to přijde, zvládnou odolat.
Většinu těchto podmínek zvládnou v živém stavu. Pokud však nějaký parametr přejde do extrému, vstoupí želvušky do anhydrobiózy. Tato jejich schopnost však není úplně dokonalá. Většina druhů nepřežije v tomto stavu déle jak pět let. Se zvyšující se délkou setrvání v anhydrobióze se zvyšuje riziko poškození buněk. Výjimkou jsou např. antarktické želvušky, které nejen, že dokázaly přežít zmrazené v mínus 20 °C po dobu 30,5 let, ale po rozmrazení byly schopné se znovu začít rozmnožovat. Zajímavostí však je, že i v „živém“ stavu jsou schopné vydržet poměrně drsné podmínky. V laboratoři dokázaly při pokusech přežít v živém stavu i teplotu mínus 196 °C, tlak do 100MPa a podobnou sílu radiace, jako přežijí želvušky ve stavu anhydrobiózy.
Zajímavostí je, že želvušky možná kolonizovaly Měsíc. Jak k tomu došlo? V roce 2019 se na Měsíc zřítil modul Beresheet, který mimo jiné obsahoval kolonii želvušek. Vzhledem k jejich schopnosti přežít i v nehostinných podmínkách se tak vědci domnívají, že zřícení přežily a rozmnožily se.
Anhydrobióza, stav zachraňující životy želvušek
Jak vlastně funguje anhydrobióza? Pokud dojde ke změně životního prostředí, které začne být pro želvušku životně nebezpečné, což typicky bývá ztráta vodního prvku, neboť vodu potřebují, upadnou do tohoto stavu.
Jejich tělo se začne smrskávat a zatáhnou končetiny. Vytvoří tak jakýsi „soudeček“, což jim umožňuje snížit velikost povrchu těla, a tím i snížit odpar tekutin. Dříve se vědci domnívali, že želvuškám pomůže v tomto procesu vyplavení cukru trehalózy, který zaplaví organismus a jeho struktura pak ochrání buňky. Ve skutečnosti jsou však za celým procesem specifické proteiny, které vytvoří sklovitou strukturu. Tato struktura pak chrání buňky želvušek. Jejich metabolismus se extrémně zpomalí, míra aktivity činí 0,01 % původní metabolické aktivity a obsah vody spadne na 1 %.
Želvušky jsou nesmírně zajímavými tvory, které budou vědci ještě dlouhou dobu zkoumat. Jejich schopnosti nám mohou být v mnoha ohledech užitečné, např. jejich schopnost odolat nepříznivým podmínkám, aniž by došlo k poškození jejich buněk. Pokud by vědci dokázali přesně identifikovat, jaké geny kódují tyto proteiny a jak celý proces funguje, mohli by těchto znalostí využít při modifikaci rostlin využívaných v potravinářství, aby tak byly odolnější např. suchému období.
Anketa
Článek byl sepsán na základě informací z následujících zdrojů:
https://cs.wikipedia.org/wiki/%C5%BDelvu%C5%A1ky
https://www.sciencefocus.com/nature/amazing-facts-about-tardigrades-the-worlds-toughest-animal
https://en.wikipedia.org/wiki/Tardigrade
https://www.treehugger.com/tardigrade-facts-5075769
