بطيئات المشية، وهي مخلوقات صغيرة ذات ثمانية أرجل تشبه الدببة الفضائية، هي أقوى من أي وحش على وجه الأرض. يمكن لهؤلاء الصغار تحمل كميات هائلة من الإشعاع، ما يقرب من 1000 مرة أعلى من المستوى المميت للبشر، والبقاء على قيد الحياة في بيئات قاسية لا يستطيع أي كائن آخر أن يتحملها. يكشف نوع تم اكتشافه مؤخرًا من دب الماء عن رؤى جديدة حول كيفية قيام هذا الحيوان المجهري بسحبه عن طريق إصلاح الضرر الذي يلحق بالحمض النووي الخاص به عند تعرضه لجرعات عالية من أشعة جاما.
هناك ما يقرب من 1500 نوع معروف من دببة الماء، المعروفة باسم الدببة المائية، ولكن لا يزال هناك الكثير مما يجب معرفته عن الآلية التي من خلالها تحمي اللافقاريات القوية نفسها من الإشعاع. دراسة جديدة تبحث على وجه التحديد في نوع واحد اسمه هيبسيبيوس هينانينسيس, للكشف عن أدلة وراء الآلية الجزيئية التي تمنح بطيئات المشية قواها الخارقة. يمكن أن توفر النتائج طرقًا جديدة للمساعدة في التخفيف من آثار الإشعاع على رواد الفضاء في الفضاء، وتسهيل رحلات الفضاء الطويلة الأمد للبشر.
وقال لي لي، الباحث في الأكاديمية الصينية للعلوم والمؤلف الرئيسي للدراسة، في بيان: “المقاومة البيئية الشديدة للكائنات المتطرفة مثل بطيئات المشية هي كنز من الآليات الجزيئية غير المستكشفة لمقاومة الإجهاد”. “إن البحث الوظيفي حول آليات التسامح الإشعاعي … سيزيد من توسيع فهمنا لبقاء الخلايا في ظل الظروف القاسية.”
العلماء وراء الدراسة التي نشرت يوم الخميس في علوم، وقاموا بتسلسل الجينوم لأنواع بطيئات المشية، التي اكتشفوها قبل حوالي ست سنوات في مقاطعة خنان الصينية. عند تعرضها للإشعاع، تقوم أنواع بطيئات المشية بتنشيط نظام دفاعي متطور لا يحمي حمضها النووي من التلف فحسب، بل يصلح أيضًا أي كسر قد يحدث.
إن آلية الدفاع الأكثر شهرة لبطيئات المشية هي قدرتها على الدخول في حالة من السكون تشبه الموت، حيث تمتص أطرافها الثمانية وتلتف على شكل كرة بينما تستنزف تقريبًا كل إمداداتها المائية الداخلية (دببة الماء). سيكون مناسبًا جدًا لـ الكثبان الرملية كوكب خيالي، أراكيس). تسمح لهم حالة الجفاف هذه، من بين تدابير دفاعية أخرى، بالعيش في أقسى الظروف لعقود أو ربما لفترة أطول، والبقاء على قيد الحياة في درجات حرارة متجمدة، أو إشعاعات شديدة، أو فراغ الفضاء.
الأنواع التي تم اكتشافها مؤخرًا هيبسيبيوس هينانينسيس، لديه إجمالي 14.701 جينًا، 30٪ منها مخصصة لبطيئات المشية. من خلال سلسلة من التجارب، عرّض العلماء الدببة المائية المكتشفة حديثًا لجرعات تتراوح بين 200 و2000 جراي من الإشعاع، وردًا على ذلك، وجدوا أن 2801 جينًا مشاركًا في إصلاح الحمض النووي، وانقسام الخلايا، والاستجابات المناعية أصبحت نشطة (“الرماديات”). هي وحدة قياسية لقياس جرعات الإشعاع). أحد هذه الجينات، TRID1، يستدعي بروتينًا (يُسمى 53BP1) في مواقع الضرر للمساعدة في إصلاح التشققات المزدوجة في الحمض النووي.
تستدعي أنواع الدببة المائية أيضًا جينات أخرى للمساعدة في مرونتها المدهشة، بما في ذلك DODA1، الذي ينتج أصباغ مضادة للأكسدة توجد عادةً في البكتيريا والنباتات والفطريات لتنظيف المواد الكيميائية التفاعلية الناتجة عن التعرض للإشعاع. هناك جين آخر، BCS1، يحمي خلايا بطيئات المشية من تلف الميتوكوندريا.
وقال توماس بوثبي، الأستاذ المساعد في قسم البيولوجيا الجزيئية في جامعة وايومنغ، والذي لم يشارك في الدراسة، لموقع Gizmodo: “توجد بطيئات المشية في كل مكان تقريبًا على الأرض، بدءًا من بيئات المحيطات العميقة وحتى قمم الجبال الشاهقة”. “لقد تم العثور على دب الماء في كل قارة، بما في ذلك القارة القطبية الجنوبية. من المحتمل أن قدرتهم على تحمل الضغوط الشديدة قد ساعدت في استعمارهم الموسع للمناطق الأحيائية المختلفة.
في عام 2021، أرسل بوثبي الدببة المائية إلى الفضاء، لتعريضها للظروف القاسية على متن محطة الفضاء الدولية لفهم كيفية تحملها للبيئات القاسية بشكل أفضل. وقال بوثبي: “من المهم أن نفهم كيفية بقاء بطيئات المشية على قيد الحياة في الفضاء وفي ظل ظروف الرحلات الفضائية، لأن هذا يمكن أن يساعدنا في تطوير علاجات وإجراءات مضادة للضغوط والاختلالات التي يعاني منها البشر أثناء رحلات الفضاء الطويلة”. “هذا أمر ضروري لتعزيز الوجود البشري الآمن والمنتج في الفضاء وكذلك توسيع اقتصادنا الفضائي.”
لقد أثارت بطيئات المشية اهتمام العلماء منذ فترة طويلة، خاصة في سياق رحلات الفضاء. إن تحديد الطرق التي تعيش بها المخلوقات الصغيرة على قيد الحياة في البيئة المجهدة، مع الجاذبية الصغرى ومستويات الإشعاع المرتفعة، يمكن أن يساعد الباحثين على تحديد الطرق التي يمكن من خلالها حماية البشر من تأثيرات رحلات الفضاء الطويلة الأمد.
وقال بوثبي: “إن الفهم الأفضل للاستراتيجيات الفريدة التي تعتمدها بطيئات المشية للتعامل مع الضغوط الشديدة، بما في ذلك تلك مثل الإشعاع الذي تتعرض له أثناء رحلات الفضاء، سيساعدنا على فهم كيف يمكننا حماية البشر من هذه الضغوطات”. “سيكون هذا مهمًا للفضاء السحيق الآمن والمنتج أو المهمات الفضائية المأهولة طويلة المدى.”