Nerozbitné želvušky: Extrémně odolní nezmaři z mechů a lišejníků

Mohou ležet po desetiletí vysušené na troud a stačí jediná kapka vody, aby se opět probudily k plnému životu. Přečkají zmrazení na -272 °C i výheň +150 °C. Želvušky (Tardigrada) jsou skutečnými supermany živočišného mikrosvěta. Věda zná celkem přes tisíc druhů, z toho u nás jich byla pozorována více než stovka. V našich krajích se jim nejlépe daří v promáčených porostech mechů a lišejníků. 

Dravci i kanibalové mezi „medvíďátky“

Poprvé tyto pozoruhodné bezobratlé živočichy spatřil pod mikroskopem německý pastor a přírodovědec Johann August Ephraim Goeze už v roce 1773. Připomínali mu mikroskopické medvídky, a tak jim dal jméno „kleiner Wasserbär” čili „malí vodní medvědi“. O tři roky později pozoroval želvušky také italský přírodovědec Lazzaro Spallanzani. Jeho zaujali tito živočichové pomalým pohybem a vytvořil pro ně proto spojením latinských slov tardus čili pomalý a gradi čili kráčeti vědecké jméno Tardigrada. Také české jméno želvušky v sobě nese odkaz na pomalou „želví chůzi“ těchto necelý milimetr dlouhých tvorů. Jiné české označení „medvíďátka“ zase odkazuje na staré Goezeho pojmenování. 

Evolučně želvušky stojí kdesi mezi červy a korýši. Soudkovité tělíčko nese osm končetin a na každé z nich roste osm drápků. Tři páry končetin želvušky využívají ke známé loudavé chůzi, poslední pár jim slouží k přidržování. Na ostny u trubicovitých úst napichují buňky rostlin a jejich obsah pak vysávají. Nepohrdnou ale ani bakteriemi, či drobnými bezobratlými živočichy. Dravé druhy loví i jiné želvušky a výjimkou není ani kanibalismus. Zcela postrádají dýchací soustavu a kyslík přijímají z okolního vzduchu či vody celým povrchem těla. 

Rekordmani genových krádeží

Nad odolností želvušek k extrémním podmínkám si lámaly hlavy už generace přírodovědců. Před pár lety přišli američtí vědci se senzačním vysvětlením. Želvušky jsou světovými rekordmany v krádeži cizích genů. V jejich dědičné informaci jim nepatří celkem 6 600 genů, což je plná šestina! Původně patřily tyto geny rostlinám, bakteriím, houbám a dalším nepříbuzným organismům. 

Podobné krádeže genů nejsou v přírodě nic neobvyklého. Běžně si tak geny vyměňují bakterie a předávají si tím například odolnost k antibiotikům. Také rostliny získávají některé geny prostřednictvím bakterií, kterými se nakazí. Například povijnice batátová (Ipomoea batatas) známá také pod lidovým názvem „sladký brambor“ má do dědičné informace zabudovanou valnou část dědičné informace z bakterie Agrobacterium tumefaciens. Parazitické rostliny, jako je kokotice (Cuscuta), si zase přisvojují geny svých obětí. 

Zoologové byli dlouho přesvědčeni, že u živočichů jsou tyto tzv. horizontální přenosy genů z jiných druhů organismů velmi vzácné. Za extrémní výjimku byli považováni vířníci pijavenky (Bdelloidea), kteří mají vypůjčených 8 až 9 % všech svých genů. Nyní tu najednou byly želvušky s dvakrát tak velkým „genovým lupem“!

Umazaná informace?

Vědci předpokládali, že želvušky vděčí za svou nezničitelnost krádežím genů, jež jejich původní majitelé využívají k ochraně proti nepříznivým vlivům. Teorie ukradených genů však byla záhy po svém zveřejnění v předním vědeckém časopise Proceedings of the National Academy of Sciences podrobena zdrcující kritice. Tak vysoký podíl cizích genů by vyvolal v dědičné informaci želvušek chaos. Nepřinesl by jim „nerozbitnost“ ale zmar. 

„Někde se stala chyba!“ hřímali kritici. Za nejpravděpodobnější vysvětlení považovala řada předních světových expertů možnost, že se do analýz dostala nejen dědičná informace želvušek, ale také DNA z bakterií, plísní a řas, kterými byli tito živočichové jen „umazaní“. 

Krádežemi to není

Opět před několika lety byla přečtena kompletní dědičná informace hned dvou druhů želvušek. Jedním byl druh Hypsibius dujardini, druhým pak Ramazzottius varieornatus. Tentokrát si dávali vědci na znečištění cizí dědičnou informací velký pozor a bilance „ukradených“ genů byla rázem o poznání chudší. Jejich počet už se nepohyboval řádově v tisících ale ve stovkách. Želvušky tedy evolučně žádný mimořádný genetický „lup“ nenahromadily. Neznamená to, že by jim ukradené geny nepomáhaly ke zvýšení odolnosti. Vždyť hned několik položek z této „kořisti“ zcela jistě zvyšuje šance na přežití ve zhoršených podmínkách. Jenže valnou většinu své úžasné „nerozbitnosti“ si želvušky obstarávají vlastními silami s pomocí genů, které jsou součástí jejich dědičné informace stovky milionů let. 

Jasněji máme například o odolnosti želvušek proti vysušení. Běžně obsahuje jejich tělo kolem 85 % vody. Přežijí i však i za podmínek, kdy jim podíl vody v těle klesne na pouhá 3,5 %. Jiné živočichy by podobná ztráta tělesných tekutin zabila. Želvušky ale nahrazují v buňkách ztracenou vodu zvláštními bílkovinnými molekulami, které slouží jako „výztuha“. Chrání vysušené buňky před zborcením a nevratným poškozením. Další obranné mechanismy želvušek i nadále čekají na své odhalení. 

Eutelie, čili „zákon zachování buněk“

Želvušky najdeme na dnech nejhlubších moří i na vrcholcích himálajských štítů. Daří se jim v tropických pralesích, v písečných pouštních dunách, vroucím bahně vulkánů i v pustinách Antarktidy sevřených třeskutými mrazy. Už více než půl miliardy roků patří tito všudybylové k těm nejodolnějším formám života na Zemi. Kromě jiného želvušky přežily i všech pět velkých vymírání, při kterých se ze zemského povrchu poroučeli třeba amoniti či dinosauři. 

TIP: Nezničitelní tvorové: Želvušky obživly po 30 letech v ledu

Zvláštností želvušek je tzv. eutelie, což znamená, že příslušníci jednoho druhu mají vždy navlas stejný počet tělních buněk. Tak se už narodí a dále rostou jen díky tomu, že objem jednotlivých buněk zvětšují. Tělo některých želvušek je složeno ze 40 000 buněk, jiné vystačí s podstatně nižším počtem. Během růstu želvušky opakovaně svlékají pokožku a v tomto období se také rozmnožují. Samička uloží vajíčka do svlečené pokožky a samec na ně vypustí spermie.