Derfor tåler bjørnedyr ekstrem dehydrering

Forskere har fundet den mekanisme, som forklarer, hvorfor de hårdføre bjørnedyr kan overleve under ekstreme forhold.

Forskere har fundet den mekanisme, som forklarer, hvorfor de hårdføre bjørnedyr kan overleve under ekstreme forhold.

Science Photo Library

De er bittesmå, næsten nuttede, og så kan de overleve under ekstreme forhold. Bjørnedyr, som også kaldes tardigrader, har længe fascineret forskningsverdenen.

Det har længe været kendt, at hemmeligheden bag de små dyrs hårdførhed ligger i, at de kan gå i en slags dehydreringsdvale, som beskytter dem.

Dog har det endnu været uklart, hvad der helt præcist sker inde i de mikroskopiske bjørnedyr, når de går i denne dvale.

Det har et hold forskere fra University of Tokyo i Japan nu fundet ud og offentliggjort i tidsskriftet PLOS Biology.

bjørnedyr elektronmikroskop

Sådan ser et bjørnedyr ud under et elektronmikroskop. Selvom de kun bliver op til halvanden millimeter lange, så kan disse mikroskopiske skabninger overleve alt fra ekstrem stråling til høje tryk og temperaturer.

© S Tanaka, H Sagara, T Kunieda

Unik dehydreringsdvale

Bjørnedyr kan blive op til halvanden millimeter lange og overleve ekstreme temperaturer og intenst tryk. De kan overleve i alt fra rummets vakuum til havets dyb.

For at beskytte sig lader bjørnedyret sig dehydrere og går i en slags dvale.

Mens andre levende væsner hurtigt ville dø under ekstrem dehydrering, så kan bjørnedyr overleve dette i næsten et årti. Når de så får væske igen, vågner de op, som om intet var hændt.

Bjørnedyr dehydreret elektronmikroskop

Sådan ser det ud, når et bjørnedyr lader sig dehydrere og gå i en slags dvale, som beskytter den med ekstreme forhold fra omverdenen.

© S Tanaka, H Sagara, T Kunieda

For at forstå hvad der konkret sker inde i bjørnedyret under denne dehydrering, undersøgte forskerne dyrets cellestruktur.

Danner supergel

Mere præcist udforskede de proteiner i dyret, som danner en gel under cellulær dehydrering.

Denne gel stivner for at understøtte og beskytte cellerne mod ydre forhold som tryk eller kulde, som ellers ville dræbe bjørnedyret.

"Det menes, at når vand forlader en celle, skal en form for protein hjælpe cellen med at bevare den fysiske styrke for at undgå at kollapse i sig selv,” fortæller en af forskerne bag studiet Takekazu Kunieda i en pressemeddelelse.

”Efter at have testet flere forskellige slags proteiner, har vi fundet ud af, at overflods-cytoplasmatisk varmeopløselige [red. eng. cytoplasmic-abundant heat soluble] (CAHS) proteiner, unikke for tardigrader, er årsagen til, at deres celler beskyttes mod dehydrering."

Disse unikke CAHS-bjørnedyrsproteiner kan fornemme, hvornår cellen, der indkapsler dem, bliver dehydreret.

Når cellerne begynder at tørre ud, dannes der et gellignende filament – et slags bindevæv – som beskytter cellerne.

Der dannes et netværk af gel, som understøtter cellens form, når den mister vand. Når så cellen tilføres vand igen, trækker disse filamenter sig forsigtigt tilbage, så cellerne ikke bliver stressede og bjørnedyret kan overleve.

Vil bruge bjørnedyrs superkraft

Forskerne prøvede også at isolere CAHS-proteinerne uden for bjørnedyrscellerne, og til deres store overraskelse fortsatte de med at virke beskyttende.

Derefter testede de dem i insekter og selv menneskeceller, hvor de udviste en begrænset men dog målbar effekt.

Selvom vi mennesker nok ikke skal regne med at få en indsprøjtning med superproteinet, og derved blive mere hårdføre, så kan vi udnytte proteinet i andre sammenhænge, forklarer forskerne.

Overordnet håber de, at denne nye viden kan hjælpe til med at bevare cellematerialer og biomolekyler i tør tilstand, som kan forlænge holdbarheden på forskningsmaterialer, medicin og endda organer til transplantationer.

"Alt ved tardigrader er fascinerende. Den ekstreme række af miljøer, nogle arter kan overleve, får os til at udforske aldrig før sete mekanismer og strukturer. For en biolog er dette felt en guldmine,” fortæller Takekazu Kunieda.