Ўтда ёнмас, сувда чўкмас – шу митти жонзоддан одамзод яшаб қолишни ўрганадими?

Пиширинг, музлатинг, милтиқ ўқига қўшиб отиб юборинг, очиқ фазога чиқариб юборинг... тардиградлар деярли ҳаммасидан омон қолади. Айрим экспертлар фикрича, бу саккиз оёқли митти жонзот ер юзида ҳамма бошқа жонзотлар қирилиб кетганда ҳам яшаб қолиши мумкин, ҳатто Қуёш ёниб битгунча ҳам.

Ҳимоясиз ҳолда космосга чиқсангиз, ҳалок бўласиз. Бироқ, атиги 1 миллиметрли митти жонзот бундан ҳам оғир шароитларда омон қолган. "Сув айиқлари" ёки "мох чўчқачалари" деб аталадиган тардиградларга микроскоп остида қарасангиз, қўрқинчли кўринади. Уларнинг бесўнақай юзлари, ўткир тирноқлари, ханжарсимон тишлари бу жонзотларни одатий ҳайвондан кўра кўпроқ "Доктор Ким" сериалидаги махлуққа ўхшатади.

Ҳозирда олимлар уларнинг фавқулодда хусусиятларидан фойдаланишга ҳаракат қилмоқда – саратон беморларини зарарли нур терапиясидан ҳимоя қилишдан тортиб, узоқ муддатли космик тадқиқотлар пайтида озиқ-овқат ва дори-дармонларни сақлашгача.

Шу пайтгача олимлар 1500 га яқин тардиград турларини аниқлаган. Ҳашаротлар ва қисқичбақасимонларни ўз ичига олган бўғимоёқлиларга яқин қариндош бўлган бу жонзотларни ҳайвонот оламининг қайси тоифасига киритиш масаласи ҳали ҳал этилмаган.

Тардиградлар нам муҳитда, мох, лишайник ва сербарг жойларда яширинади. Уларни ҳатто томорқангизда ҳам учратишингиз мумкин. Улар ўта ноқулай жойларда ҳам яшаб кетиши билан машҳур - Ҳимолай тоғларида, океан тубида, Антарктидада ва ҳатто Япониянинг юқори кислотали иссиқ булоқларида топилган. Бу сўнгги кашфиёт ҳозирча тасдиқлангани йўқ.

Тардиградлар нафақат Ернинг оғир шароитларида, балки космосда ҳам яшай олади. 2007 йилда улар космосга юборилган ва омон қолган биринчи жонзот бўлди. Улар саёҳат қилган сунъий йўлдош Ерга қайтиб келгач, олимлар уларнинг кўпчилиги тирик қолганини аниқладилар. Ҳатто баъзи урғочилари космосда тухум қўйган, янги туғилганлари эса соғлом эди.

Тардиградлар, шунингдек, 2019 йилда Исроилнинг "Берешит" деб номланган Ойга қўниш миссияси бортида ҳам бўлган. Бироқ зонд ўзининг микроскопик йўловчилари билан ҳалокатга учраган ва уларнинг тирик қолгани номаълум.

Олимлар бу миттивойлар яшай оладиган ҳудудларни аниқлаш учун уларни турли синовлардан ўтказишди. Натижада маълум бўлдики, тардиградлар жуда катта миқдордаги нурланишга – одамлар учун ҳалокатли дозадан 1000 баравар кўп миқдорга дош бера олади. Улар 150°C ҳароратгача қиздирилиши ва -273.14°C ҳароратгача музлатилиши мумкин. 2021 йилда олимлар ҳатто уларнинг зарбага чидамлилигини текшириш учун ичида тардиградлар бўлган ўқларни отишди. Тардиградлар сониясига 900 метр (соатига 3000 километр) тезликда отилганда ҳам омон қолиши мумкин экан. Бу тезлик одатдаги тўппончадан отилган ўқ тезлигидан ҳам юқори.

Хўш, бир қарашда арзимас бўлиб кўринган бу мавжудотлар бундай экстремал шароитларда қандай омон қолади ва нима учун уларда бундайин ғаройиб қобилиятлар ривожланган? Афтидан, тардиградлар сир-синоатга бой.

Кечиктирилган жонланиш

Тардиградлар мослашган экологик экстремал ҳолатлардан бири сувсизланишдир. Кўпчилик ҳайвонлар учун сувсиз ҳаёт мутлақо имконсиз. Ҳужайралар қуриганда, уларни ўраб турган мембраналар кичрайиб, ҳажмини йўқотади.

"Одатда ҳужайра ичидаги ҳамма нарса бир-бирига ёпишиб қолади, – дейди АҚШнинг Вайоминг университетида экстремал чидамли организмлар биокимёси ва механизмларини ўрганган профессор Томас Бутби. "Кейин оқсиллар тўпланиб, бир-бирига ёпиша бошлайди. Улар ишдан чиқади ва вазифасини бажара олмайди."

Тардиградлар буларнинг барчасидан қандайдир тарзда сақланади. Аммо қандай қилиб? Бу саволга жавоблардан бири 1922 йилда немис олими тардиград қуриб қолганда, ўлимга ўхшаш чуқур кечиктирилган жонланиш ҳолатига тушишдан олдин боши ва саккиз оёғини ичига тортишини аниқлагандан сўнг пайдо бўлди.

"Улар аслида барча органларини ниҳоятда кичик, чекланган жойга тўплайди," дейди Копенгаген университети ҳужайра биологияси ва физиологияси доценти Надя Мобьерг.

Бундай ҳолатда тардиграднинг метаболизми нормал тезлигининг 0,01 фоизигача тушади. У ўнлаб йиллар давомида шу бужмайган ҳолатда қолиши мумкин, фақат сув теккандагина қайта жонланади.

Масалан, 1948 йилда италиялик зоолог Тина Франчески 120 йилдан ортиқ музейда чанг йиғиб ётган тардиградларга сув қўшган, шундан сўнг жониворнинг олдинги оёқларидан бири ҳаракатлана бошлаган. Гарчи жонивор тўлиқ тирилмаган бўлса-да, 1995 йилда саккиз йил қуриб ётган тардиградлар ҳаётга қайтарилди.

Бужмайган ҳолати ҳайвоннинг уч ўлчамли (3D) тузилишини сақлаб қолишга ёрдам беради. Бироқ бу тардиграднинг ўта омон қолиш қобилиятини тушунтириш учун етарли эмас. Ҳар доимгидек, бу ерда кўпроқ сир бор. 2017 йилда Бутби ва унинг ҳамкасблари ғалати оқсилларни кодловчи генлар фаоллашганини кузатишди, кейинчалик уларни "тардиградга хос ички тартибсиз оқсиллар" ёки қисқача TDP деб номлашган. Жамоа ушбу генларни ўчириб қўйганда, тардиградлар тирик қололмади. Улар генларни ачитқи ва бактерияларга берганларида, уларда қуриб қолмаслик қобилияти 100 баравар ошди.

2022 йилда Токио университетининг биология профессори Такеказу Куниэда ва унинг ҳамкасблари тардиградлар танасидаги барча сувни йўқотиб, уларнинг омон қолиш механизмини янада чуқурроқ ўрганишди. Улар "цитоплазматик иссиқликда эрувчи оқсиллар" (CAHS) деб номланган TDP синфи бунга сабабчи эканини аниқладилар. Сув билан ўралган TDPлар желега ўхшаш консистенцияли бўлади ва оддий оқсиллар каби 3D структураларга букилмайди. Аммо қуритилганда оқсиллар ярим қаттиқ гелга айланади, бу эса ҳужайра таркибини юмшатиб, уларни ўз жойида ушлаб туради.

"Тардиградлар қурий бошлаганида, улар бу оқсилларни жуда юқори даражада ишлаб чиқара бошлайди ва ўз ҳужайраларини бу ғалати, тартибсиз, эгилувчан оқсиллар билан тўлдиради," дейди Бутби.

"Оқсиллар аввал суюқликда сузади, аммо ҳужайра қуриганида улар бирлашиб, ҳужайра ичида ўргимчак тўрига ўхшаш тўр ҳосил қилади. Бизнингча, бу ўргимчак тўри толалари сезгир оқсилларни ўраб олиши, букланган ҳолатда сақланишига ёки тўпланиши олдини олишга ёрдам бериши мумкин."

Шунга ўхшаш усул дарахт қурбақалари, нематодалар ва айрим қисқичбақалар каби ҳайвонларда қўлланади. Улар "треҳалоза" деб аталган шакарни ишлаб чиқаради, бу эса ҳужайраларни йўқ бўлишдан ҳимоя қиладиган шишасимон қобиқ ҳосил қилади.

Экстремал шароитлардаги ҳаёт

Бужмайиш ҳолати ёки TDP ишлаб чиқариш тардиградларнинг ўта юқори ҳароратга чидамлилиги калити бўлиши мумкин.

Бу қобилият асрлар давомида олимларни ҳайратга солиб келган. 1842 йилда француз олими Луи Мишел Франсуа Дойер бужмайган ҳолатдаги тардиград 125°C ҳароратда бир неча дақиқа давомида тирик қолиши мумкинлигини кўрсатди. 1920 йилларда Бенедиктин роҳиби Гилберт Франс Раҳм тардиградларни 15 дақиқа давомида 151°C гача қиздиргандан сўнг, уларни ҳаётга қайтарди. Бироқ тардиградлар бужмайган ҳолатидагина бунга қодир.

"Тардиградларнинг кўплаб турлари 100°C дан юқори ҳароратда омон қолади, аммо фақат бужмайган ҳолатда, – дейди Бутби. – Агар тардиград сув томчисида бўлса ва сиз бу сувни жуда юқори ҳароратгача қиздирсангиз, тардиград бошқа ҳар қандай организм каби тезда нобуд бўлади."

Аслида, улар маълум вазиятларда чидамлилиги билан танилган бўлса-да, тардиградлар одатда юқори ҳароратга нисбатан заиф, бу ҳатто улар ҳам иқлим ўзгариши таъсиридан азият чекиши мумкинлигини кўрсатади. Мобьерг ўтказган тадқиқот кўрсатишича, агар улар бужмайган, қуриш ҳолатига киришга улгурмаса, баъзи тардиград турлари атиги 37°C дан юқори ҳароратда нобуд бўлади.

Тардиград популяциялари камайиб бораётганини аниқлаш қийин. Бундай камайиш тупроқ экотизимларига сезиларли таъсир кўрсатиши мумкин. Масалан, баъзи тадқиқотлар кўрсатишича, йиртқич тардиградлар паразит нематодаларни еб, тупроқ ҳолатини яхшилаши мумкин.

Тардиградларнинг бошқа экстремал шароитларда қандай омон қолиши масаласига келсак, бу камроқ ўрганилган. Маълум бўлишича, тардиградлар музлаш, радиация ва кам кислородли шароитларда қуриш ҳолатига кирмасдан ёки TDP ишлаб чиқармасдан ҳам омон қолиши мумкин. Демак, уларда бошқа ҳимоя механизмлари ҳам бўлиши керак.

2016 йилда япон олимлари жамоаси Антарктидада 30 йил давомида музлаб ётган тардиградларни ҳаётга қайтарди. Намунадаги иккита тардиград мос равишда SB-1 ва SB-2 (SB "уйқудаги гўзал" ["sleeping beauty"] маъносини англатади) деб номланди.

Музлаш тирик жонзотлар учун айниқса хавфли, чунки паст ҳароратда ҳужайра мембраналари эгилувчанлиги йўқолади ва мўрт бўлиб қолади. Бироқ энг катта хавф – муз кристалларидир.

"Кристаллар ҳужайра ичида бўлиши жуда хавфли, чунки улар ўткир ва учли, – дейди Бутби. – Улар мембраналарни тешиши, оқсилларни парчалаши ёки ДНК каби нуклеин кислоталарни – ҳужайранинг асосий қўлланмасини бузиши мумкин."

Шунга қарамай, баъзи тардиградлар -273.14°C гача ҳароратда музлашга бардош бера олади. Нега уларга бу қобилият зарурлиги бироз жумбоқ, чунки 1983 йилда Антарктиданинг марказий қисмида Ерда қайд этилган энг паст ҳарорат атиги -89,2°C бўлган.

"Радиация ДНКга тўғридан-тўғри зарар етказиши мумкин, аммо биологик зарарнинг аксарияти билвосита содир бўлади," дейди Куниэда. Масалан, нурланиш энергияси сув молекулалари томонидан ютилади, улар парчаланиб, кислороднинг реактив шакллари деб номланувчи жуда заҳарли молекулаларни ҳосил қилади. Кейин улар ДНКга ҳужум қилиб, уни бузади.

Илгариги тадқиқотлар шуни кўрсатган эдики, тардиградлар реактив кислородни зарарсизлантирадиган ферментларни ишлаб чиқаради. Аммо Куниэда тадқиқоти Dsup қўшимча ҳимоя таъминлашини кўрсатди.

"Бизнинг маълумотларимиз тасдиқлашича, Dsup ДНК билан боғланади ва унинг атрофида қалқон яратади, – дейди у. – У ДНКнинг реактив кислороддан шикастланишига тўсқинлик қиладиган ҳимоя қобиғини ҳосил қилади."

Тардиградлар ўта қуруқ ёки шўр шароитда реактив кислородни ҳосил қилганлиги сабабли, Dsup ДНКни бу каби стресслардан ҳам ҳимоя қила олади.

2020 йилда Испаниянинг Мадрид шаҳридаги Ўсимликлар биотехнологияси ва геномикаси маркази тадқиқотчилари Dsup'нинг ДНК билан ўзаро таъсирини моделлаштириб, Dsup ўз тузилишини ДНК шаклига аниқ мослаштира оладиган жуда эгилувчан оқсил эканлигини аниқлади. ДНКни жойида тутиб туриш орқали Dsup унинг нурланиш таъсирида парчаланишини тўхтата олади.

Шу билан бирга, 2024 йилда Францияда тадқиқотчиларнинг алоҳида гуруҳи TDP1 деб номланган иккинчи оқсилни топди, у ҳам ДНК билан боғланиб, уни радиация таъсиридан ҳимоя қилади. Тадқиқот кўрсатишича, тардиградлар ўз ДНКларини ҳам тузата олади, бу уларга нурланишни енгишга ёрдам берадиган яна бир фойдали хусусиятдир.

Тардиградларнинг чидамидан илҳомланган ҳолда, MIT, Бостондаги Брайҳэм ва Аёллар касалхонаси ҳамда Айова университети тадқиқотчилари сичқонларнинг ёноғи ва тўғри ичагига Dsup оқсилини кодловчи информацион РНКни юборишди. Номи айтиб турганидек, информацион РНК ўзига хос курер вазифасини бажаради, ДНКни декодлайди ва ундаги маълумотлардан оқсилларни ишлаб чиқариш учун фойдаланади.

Тадқиқот кўрсатдики, инъекция қилингандан сўнг сичқонлар ўзи Dsup ишлаб чиқара бошлади. Тадқиқотчилар сичқонларга саратон касаллиги билан оғриган беморлар оладиган нурланиш дозаларига ўхшаш миқдорни берганда, саратон ҳужайралари йўқ қилинди, аммо атрофдаги соғлом тўқималар омон қолди.

Бироқ, даволанишни одамларда қўллашдан олдин сут эмизувчиларнинг иммун тизими бундай оқсилларга қандай жавоб беришини кўпроқ ўрганиш керак, чунки Dsup'ни тананинг иммун тизими бегона модда сифатида кўриб, қабул қилмаслиги мумкин.

Олимлар фикрича, одамларга ёрдам бериш учун тардиградларнинг супер кучларидан фойдаланишнинг бошқа усуллари ҳам бўлиши мумкин. Масалан, тардиград ҳужайраларини ҳимоя қилиш билан бир қаторда, TDPлар вакциналар ёки бошқа таъсирчан биологик материалларни узоқ вақт сақлашга ёрдам бериши мумкин.

Масалан, кам учрайдиган қон ивиши бузилиши – гемофилияни олайлик. Ушбу касалликка чалинган одамлар автоҳалокатга учраган ёки жароҳат олган бўлса, қон кетиб ўлиши мумкин. Бунинг олдини олиш учун уларга инсон қонини ивитувчи Factor VIII оқсили берилади. Бу оқсилни музлатилган ҳолда сақлаш керак. Бу эса қашшоқ ҳудудларда ёки табиий офатлар пайтида ундан фойдаланишни қийинлаштиради. Бироқ, яқинда Бутби аниқлашича, агар Factor VIII ни тардиград TDP билан аралаштирилса, дори хона ҳароратида барқарор бўлиб қолади, бу эса музлатгичларга эҳтиёжни йўқотади.

НАСА, шунингдек, тардиградлар коинотнинг ноқулай муҳитида қандай омон қолишини аниқлашга қизиқмоқда. Келажакда ташкилот бу маълумотлардан озиқ-овқат ва дори-дармонларни қуриб қолишдан ёки радиация таъсиридан ҳимоя қилиш учун фойдаланиши мумкин, бу эса узоқ муддатли космик тадқиқотлар миссиялари учун жуда муҳим.

Одамлар учун омон қолиш усуллари

Сўнгги йилларда тардиградлар ҳақида кўпроқ маълумот олган баъзи тадқиқотчилар уларнинг ғайриодатий хусусиятларидан одамларга ёрдам бериш учун қандай фойдаланиш мумкинлиги ҳақида ўйлай бошлади. Масалан, баъзи олимлар саратонга чалинган одамларни радиотерапиянинг зарарли таъсиридан ҳимоя қилиш учун бу билимлардан фойдаланмоқчи.

Радиотерапия – саратон ҳужайраларини ўлдириш учун юқори энергияли нурланишдан фойдаланадиган даволаш усули, аммо афсуски, у бошқа соғлом тўқималарни ҳам зарарлайди. Баъзи ҳолларда ножўя таъсирлар шунчалик жиддийки, беморлар даволанишни кечиктириши ёки бутунлай тўхтатишига олиб келиши мумкин.

Тардиградларнинг супер кучи сири

Аммо нима учун тардиградлар биринчи навбатда ушбу ҳимоя механизмлари тўпламини ривожлантирган?

"Тардиградлар сувда яшовчи организмлардир, улар фаол бўлиши учун уларни ўраб турадиган сув плёнкасига муҳтож, – дейди Мобьерг. – Улар бунчалик бардошли бўлишига зарурат сабабларидан бири, уларнинг териси жуда ўтказувчанлигидир. У буғланиш орқали сув йўқотишини тўхтата оладиган мум қатламига эга ҳашаротларга ўхшамайди."

Бутбининг айтишича, уларнинг чидамлилигини тушунтириши мумкин бўлган назариялардан бири шуки, тардиградлар жуда кичик бўлгани сабабли, улар қуриб қолганида, кучли шамол билан кўтарилиб, сайёра бўйлаб учиб юриши мумкин.

"Агар Саҳрои Кабир чўлидаги қумдаги чангни Амазонкага пуфлаш мумкин бўлса, демак, тардиградлар ҳам атмосферада худди шундай айланиши мумкин," дейди Бутби.

"Улар жуда ноқулай жойга тушиб қолиши мумкин. Балки у ер совуқдир, балки иссиқдир, балки ёмғир ёғмаётгандир, балки тинмай қуяётгандир. Балки улар тоғ чўққисидадир, у ерда уларга кўпроқ ультрабинафша нурлари таъсир қилади. Шунинг учун, эҳтимол, тардиградлар бу зўриқишларнинг барчасидан омон қолишга мослашган, чунки уларга дуч келишган."

Бироқ, бу мох чўчқачалари кўпинча қуриб қолмаслик учун курашса-да, нима учун улар жуда юқори ҳароратда ҳам, мутлақ нолдан сал юқори ҳароратгача совитилганда ҳам ёки ҳатто космик фазодагина учрайдиган нурланишдан ҳам омон қола олиши унчалик тушунарли эмас.

Нима бўлмасин, бу жонзотларнинг ажойиб қобилияти сирини очиш нафақат одамларга ёрдам бериши – вакциналарни сақлашни яхшилаш, радиотерапиянинг зарарли таъсирини камайтириш ёки узоқ масофали космик парвозлар учун озиқ-овқатни сақлашга кўмаклашиши мумкин. Шунингдек, бу тардиградларнинг ўзини иқлим ўзгаришининг зарарли таъсиридан ҳимоя қилишга ёрдам бериши мумкин.