دب الماء Water bear

أ.م.د. حنان زوير
كلية التربية للعلوم الصرفة/ قسم علوم الحياة

شكل(1) دب الماء Water bear(Tardigrade)

يعد (دب الماء Water Bear) واحداً من الكائنات الأكثر غرابة. ويعرف هذا الكائن المجهري باسمه العلمي (بطيء الخطوTardigrade). لا يتجاوز طوله 0.5-1.5 ملمتر، ويمتاز بغرابته وقوته العجيبة. إذ هو من أقوى الكائنات الحية الموجودة على وجه الأرض، يعيش دب الماء في جميع أنحاء العالم، من أعماق المحيطات إلى أعلى الجبال, في البيئات البرية (الصحارى، والمناطق القطبية) والبيئات المائية البحرية و العذبة (حتى الأنهار الجليدية) واثبتت دراسة المستحاثات ان دب الماء وجد على وجه الارض قبل حوالي 500 مليون سنة.
تم وصف دب الماء للمرة الأولى في العام 1773من قبل عالم الحيوان August Ephraim Goeze , وترتبط هذه الكائنات ارتباطًا وثيقًا بالمفصلياتArthropoda و المخلبيات Onychophorans ,اذ يتكون جسمها من رأس وجسم مكون من خمس قطع وأربعة أزواج من الأرجل بدون مفاصل مع مخالب قرصية ماصة في نهاية كل ساق . يتكون رأس بطيئات المشية من قشرة صلبة وجزء فم يشبه المسبار وبلعوم عضلي يستخدم للتغذية. تتغذى هذه الكائنات على البكتريا والطحالب والنباتات وبعض اللافقريات, وبإمكانها التعايش مع بعض اللافقريات الدقيقة. وعلى الرغم من قلة عدد سكانها الا انها تشكل جزء مهم في السلسلة الغذائية. وهناك أكثر من 1300 نوع من أنواع بطيئات الخطو الموصوفة والتي تتكون من ثلاث اصناف رئيسية: Eutardigrada و Mesotardigrada و Heterotardigrada. تتميز هذه الاصناف بسماتها الفسيولوجية والمواطن التي تعيش فيها. وتتحدد الاختلافات بشكل اساسي في حجم الرأس وشكل وعدد القطع وعدد المخالب على كل إصبع.
تمتاز هذه الكائنات بقدرتها على العيش لمدة تصل الى 200 سنه. اذ يعد الكائن الوحيد الذي يتميز بقدرته على العيش من دون ماء او هواء لمدة تصل الى 10 سنوات والعودة للحياة في حال توفرهما. وله القدرة على تحمل الاشعاعات والعديد من المواد الكيميائية والضغط ونقص المياه ودرجات الحرارة المنخفضة والعالية, ومقاومة الظروف الغير ملائمة لقدرتها على الدخول في حالة من السبات Cryptobiosisفـيـتـبـاطـأ أيـضـهـا إلـى 0.01% مــن المــعــدل الـطـبـيـعـي ,فهو يدخل في مرحلة الموت التام ثم يعود للحياة من جديد بمجرد توفر الظروف الملائمة. وهناك حالة يمر بها دب الماء وهي Anhydrobiotic شكل (2) اذ بإمكانها تجفيف نفسها والبقاء بدون ماء حيث يفقد الجسم الماءDehydration فيتوقف التمثيل الغذائي ويتحول جسمها الى شكل يشبه البرميل وهذه الحالة تمكنه من العيش : * من 9- 20 سنة تحت الظروف الجوية واكثر من 30 سنة في حالة التجميد لوجود مادة تمنع تشكل البلورات الثلجية الكبيرة داخل الخلايا بل على العكس من ذلك تتشكل خارجها , 21* شهر في النتروجين السائل (-253 درجة مئوية) ,* تحمل الأشعة فوق البنفسجية , *المواد الكيمياوية مثل : ثاني أكسيد الكربون ، كبريتيد الهيدروجين ، الميثان ، 1- هيكسانول ، غاز بروميد الميثيل و 10 دقائق في الإيثانول ، *تحمل الضغط المرتفع ما يصل إلى 7500 ميجا باسكال (74.019 ضغط جوي) . وباستطاعتها العودة الى الحالة النشطة بطريقة ٌRehydration.

شكل (2) Anhydrobiotic
اضافة الى الحالات اعلاه ايضاً بإمكانه ان يمر بحالات اخرى حسب الظروف التي يمر بها وهي : Encystment التكيس ,ِAnoxiobiosis نقص الاوكسجين, Chemobiosis في حالة ارتفاع مستويات السموم البيئية, Osmobiosis زيادة تركيز الاملاح. وقد اجريت العديد من البحوث والدراسات ,منها اختبارات الفضاء التي اثبتت تحمل هذا الكائن والبقاء على قيد الحياة بشكل طبيعي رغم الضغط المنخفض والاشعاعات ونقص الاوكسجين وذلك لقابليته على اصلاح الدنا . وعلى الرغم من امتلاكها قدرات بيولوجية فائقة عديدة وغير موجودة في باقي الكائنات الاخرى الا ان هناك الكثير من الامور المتعلقة بهذه المجموعة غير مفهومة لحد الان. ويقوم العلماء بالبحث والتعمق في حياتية هذه المخلوقات العجيبة لفتح افاق مستقبلية لفائدة الانسان منها الية تصليح وحماية الدنا , إطالة عمر الانسان والبحث عن الحياة فيالكواكب الأخرى.
References
1-Bertolani R.; Guidetti R.;Marchioro T.; Altiero T.; Rebecchi L.; Cesari M. (2014) Phylogeny of Eutardigrada: New molecular data and their morphological support lead to the identification of new evolutionary lineages. Molecular Phylogenetics and Evolution 76: 110–126.
2-Boothby T.C.; Tapia H.; Brozena A.H.; Piszkiewicz S.; Smith A.E.; Giovannini I.; Rebecchi L.; Pielak G.J.; Koshland D.; Goldstein B. (2017). Tardigrades use intrinsically disordered proteins to survive desiccation. Molecular Cell. 65(6): 975-985.

3-Dunn, C.W.; Giribet, G.; Edgecombe, G.D. ; Hejnol, A. ( 2014) Animal phylogeny and its evolutionary implications. Annual Review of Ecology Evolution and Systematics, 45, 371–395.

4-Erdman W.& Kaczmarek Ł. (2017). Tardigrades in Space Research – Past and Future. Orig. Life Evol. Biosph., 47, 545–553
5-Jönsson K.I.; Rabbow E.;Schill R.O.;Harms-Ringdahl M.; Rettberg P. (2008). Tardigrades survive exposure to space in low Earth orbit. Current Biology. 18(17): 729-731.

6-Nelson, D.R.; Guidetti, R.; Rebecchi, L. (2015). Phylum Tardigrada. In: Thorp, J., Rogers, D.C. (Eds.), Ecology and General Biology: Thorp and Covich’s Freshwater Invertebrates, Academic Press, 347–380.

7-Schill R. O. (2018) Water Bears: The Biology of Tardigrades . Springer Nature Switzerland AG. 419pp.
8-Smith F.W.& Goldstein B. (2017). Segmentation in Tardigrada and diversification of segmental patterns in Panarthropoda. Arthropod Structure & Development. 46(3): 328-340.