دُببة المياه تُعلمنا كيفية التعامل مع قسوة السفر إلى الفضاء

دُببة المياه تُعلمنا كيفية التعامل مع قسوة السفر إلى الفضاء

هذه المخلوقات الصغيرة ذات الثمانية أرجل تُعتبر مصدر إلهام

By Douglas Fox

ترجمة : محمد البابلي

بطيء الخطو أو بطيء المشية ( الاسم العلمي: Tardigrade ) ( يعرف عموما بالتارديغرادا أو دب الماء أو خنزير الطحلب) وقد وُصف لأول مرة من قبل القس الألماني (يوهان أغسطس افرايم جوزيه) في عام 1773 ، يتميز هذا الحيوان بأنه بطيء المشي وينتمي لرتبة من الانسلاخيات وهي مجموعة من الحيوانات أولية الفم (البروتوستومية). ويعتبر أيضاً أقوى وأغرب حيوان في العالم وأول حيوان في العالم يستطيع العيش في الفضاء الخارجي.

وهو حيوان مجهري مزود بثمانية قوائم تنتهي كلاً منهم بمخالب ، ولا يتجاوز طوله الميليمتر ولكنه يعتبر أقوى حيوان في العالم ، فهو حيوان لا فقاري صغير مجهري يتراوح طوله ما بين 0.5 و 1.5 مم يعيش في الماء، ويوجد في جميع أنحاء العالم من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي ومن أعالي الجبال إلى الصحاري.

مميزاته

اقرأ ايضاً :سلسلة مكونات الكون المذهلة (2) جدار هيركوليس - كورونا الشمالي العظيم

يتميز دب الماء بأنه:

·         يستطيع العيش بدون ماء ولا هواء لمدة عشر سنوات.

·         الحيوان الوحيد الذي يستطيع العيش في الفضاء. ففي عام 2007 أرسل في تجربة فضاء علمية لمحطة الفضاء الدولية على متن المركبة الروسية الفضائية (فوتون- إم 3) وبقي على قيد الحياة طوال فترة التجربة التي استغرقت 12 يوماً وبدأ يتحرك ووضع بيضاً ففقس بنجاح، بالرغم من الضغط المنخفض وإشعاع الشديد ودرجات الحرارة المنخفضة والرياح الشمسية التي لا تهدأ والحرمان من الأوكسجين في فراغ الفضاء.

·         يستطيع تحمل درجة حرارة عالية تصل إلى 357 فهرنهايت.

·         يستطيع تحمل برودة شديدة تصل إلى 273 تحت الصفر ويستطيع أن يتحمل ضغطاً يزيد عن ست أضعاف ضغط قاع المحيط.

·         يستطيع تحمل إشعاعات غاما القاتلة.

·         يستطيع أن يعيش

وتعيش دببة الماء في البيئات البحرية وفي المياه العذبة أيضا، وحوالي 10% منها تعيش في المياه المالحة بينما قرابة 90% منها تعيش في المياه العذبة.

اقرأ ايضاً :إندماج أربع مجرات قزمة في تجمعٍ واحدٍ ، وتدفق نهرٌ من النجوم ، هذا مارصده هابل

لا يوجد وحش على الأرض أقوى من دُببة المياه ( بطيئات المشية ) الصغيرة. حيث يمكنها البقاء على قيد الحياة أثناء التجمد عند -272 درجة مئوية ، والتعرض لفراغ الفضاء الخارجي ، وحتى تعرضها لتفجير 500 مرة من جرعة الأشعة السينية التي من شأنها أن تقتل الإنسان.

بعبارة أخرى ، يمكن للكائن أن يتحمل ظروفًا لا وجود لها حتى على الأرض. جعلت هذه المرونة من العالم الآخر ، جنبًا إلى جنب مع مظهرها المحبب ، جعلت من دُببة المياه مفضلة لمحبي الحيوانات. ولكن لأكثر من ذلك ، يتطلع الباحثون إلى هذه الحيوانات المجهرية ، بحجم عثة الغبار ، لتعطي البشر والمحاصيل درسا في كيفية التهيؤ  للتعامل مع قسوة السفر إلى الفضاء.

تنبع عدم قابلية دُببة المياه للتدمير من تكيفها مع بيئتها - وهو ما قد يبدو مفاجئًا ، لأنها تعيش في أماكن تبدو هادئة ، مثل كتل الطحالب الباردة الرطبة التي تنتشر في جدار الحديقة. بسبب هذ الصفات التي يملكها ، بالأضافة الى المظهر البدين ، يُسمي بعض الناس بطيئات المشية ( الدببة المائية ) أو ، بشكل رائع ، ( الخنازير الطحلبية ).

ولكن اتضح أن منزل بطيئات المشية الرطب يمكن أن يجف عدة مرات كل عام. التجفيف كارثي للغاية بالنسبة لمعظم الكائنات الحية. إنه يدمر الخلايا بنفس الطرق التي يؤدي بها التجميد والفراغ والإشعاع.

لسبب واحد ، يؤدي التجفيف إلى مستويات عالية من البيروكسيدات وأنواع الأكسجين التفاعلية الأخرى. تعمل هذه الجزيئات السامة على إزميل الحمض النووي للخلية إلى أجزاء قصيرة - تمامًا كما يفعل الإشعاع. يؤدي التجفيف أيضًا إلى تجعد أغشية الخلايا وتشققها. ويمكن أن يؤدي إلى ظهور البروتينات الدقيقة ، مما يجعلها عديمة الفائدة مثل الطائرات الورقية المجعدة. طورت بطيئات المشية استراتيجيات خاصة للتعامل مع هذه الأنواع من الأضرار

.

عندما تجف بطيئات المشية ، تخلق خلاياها بروتينات طويلة ومتقاطعة (كما هو موضح) تعمل على حماية أغشية الخلايا وتسندها.

اقرأ ايضاً :تلسكوب هابل يرصد مجرات حلزونية تبعد عن الأرض 53 مليون سنة ضوئية

M. YAGI-UTSUMI ET AL/SCIENTIFIC REPORTS 2021

عندما تجف بطيئات المشية ، تتدفق خلاياه من العديد من البروتينات الغريبة التي لا تشبه أي شيء موجود في الحيوانات الأخرى. البروتينات في الماء مرنة وعديمة الشكل. ولكن مع اختفاء الماء ، تتجمع البروتينات ذاتيًا في ألياف طويلة متقاطعة تملأ داخل الخلية. مثل الفول السوداني الذي يحتوي على الستايروفوم ، تدعم الألياف أغشية الخلايا والبروتينات ، مما يمنعها من الانكسار أو الانفتاح.

هناك نوعان على الأقل من بطيئات المشية ينتجان أيضًا بروتينًا آخر لا يوجد في أي حيوان آخر على وجه الأرض. يرتبط هذا البروتين ، المسمى Dsup ، باختصار "مانع الضرر" بالحمض النووي وقد يحميه جسديًا من الأشكال التفاعلية للأكسجين.

يمكن لأجراء محاكاة بطيئات المشية أن تساعد البشر يومًا ما في استعمار الفضاء الخارجي. يمكن هندسة المحاصيل الغذائية والخميرة والحشرات لإنتاج بروتينات بطيئات المشية ، مما يسمح لهذه الكائنات بالنمو بكفاءة أكبر على المركبات الفضائية حيث ترتفع مستويات الإشعاع مقارنة بالأرض.

اقرأ ايضاً :"القمر الصناعي العابر لرصد الكواكب الخارجية" TESS ، إنشائه والهدف من إطلاقه

أدخل العلماء بالفعل جين بروتين Dsup في الخلايا البشرية في المختبر. نجت العديد من هذه الخلايا المعدلة من مستويات الأشعة السينية أو المواد الكيميائية البيروكسيدية التي تقتل الخلايا العادية (SN: 11/9/19 ، ص 13). وعند إدخاله في نباتات التبغ - وهو نموذج تجريبي للمحاصيل الغذائية - بدا أن جين Dsup يحمي النباتات من التعرض لمادة كيميائية ضارة بالحمض النووي تسمى  ethyl methanesulfonate.  نمت النباتات ذات الجين الإضافي بسرعة أكبر من النباتات التي لا تمتلكها. كما أن النباتات التي تحتوي على Dsup تتسبب في تلف أقل للحمض النووي عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية.

يمكن أن تتحمل بطيئات المشية المجهرية البرودة المتجمدة والجفاف والمستويات القصوى من الإشعاع بفضل التكيفات الجزيئية الفريدة.

فيديو / ISTOCK / GETTY IMAGES PLUS

تُظهر بروتينات "الفول السوداني المعبأة" لبطيئات المشية العلامات المبكرة لكونها وقائية للبشر. عند تعديلها لإنتاج تلك البروتينات ، أصبحت الخلايا البشرية مقاومة للكامبتوثين ، وهو عامل علاج كيميائي قاتل للخلايا ، حسبما أفاد باحثون في 18 مارس علم الأحياء الاصطناعية ACS. فعلت بروتينات بطيئات المشية ذلك عن طريق تثبيط الاستماتة ، وهو برنامج خلوي للتدمير الذاتي غالبًا ما يتم تشغيله عن طريق التعرض للمواد الكيميائية الضارة أو الإشعاع.

لذا ، إن نجح البشر في الوصول إلى النجوم ، فقد ينجزون هذا العمل الفذ ، جزئيًا ، من خلال الأستفادة من قدرات التحمل التي تملكها ذوات الأرجل الثمانية الصغار والتي تتواجد فناء منزلك.