Door fluorescentie kunnen waterberen overleven in bijzonder zonnige streken
Wanneer bestraald met ultraviolette straling, beschermt een nieuw ontdekte soort tardigrade zichzelf door blauw te gloeien.
Tardigrades, microscopisch kleine dieren ook wel bekend als waterberen of mosbiggetjes, zijn de ultieme overlevende van de natuur. Ze zijn geschikt voor temperaturen onder –270 ° Celsius en tot 150 ° C en zijn bestand tegen het vacuüm van de ruimte, en sommige zijn vooral bestand tegen schadelijke UV-straling (SN: 14-7-17). De ene soort beschermt zich daartegen UV-straling met gloeiende pigmenten, suggereert een nieuwe studie. Het is het eerste experimentele bewijs van fluorescerende moleculen die dieren beschermen tegen straling, rapporteren onderzoekers op 14 oktober Biology Letters.
“De tolerantie van Tardigrades voor stress is buitengewoon”, zegt Sandeep Eswarappa, een biochemicus aan het Indian Institute of Science in Bangalore, India, “maar de mechanismen achter hun weerstand zijn bij de meeste mensen niet bekend. [species]. “
Hij en zijn collega’s onderzochten deze mechanismen in een nieuwe tardigrade-soort uit het geslacht Paramacrobiotus die de wetenschappers identificeerden en vervolgens groeiden in het laboratorium nadat ze exemplaren hadden geplukt van een bemoste muur op de campus. Eswarappa ontdekte dat, net als veel andere tardigrades, deze Paramacrobiotus zijn bestand tegen ultraviolette straling. Na 15 minuten onder een kiemdodende UV-lamp te hebben gezeten – voldoende tijd om de meeste microben te doden en mensen huidletsel te bezorgen – alles Paramacrobiotus exemplaren overleefden, schijnbaar onaangedaan door de beproeving.
Het geheim van hoe deze waterberen bleven bestaan, ontglipten Eswarappa en zijn team tot op een dag toen de onderzoekers toevallig een buis van de vermalen tardigrades in een UV-transilluminator zagen, die werd gebruikt om fluorescentie in het laboratorium te visualiseren. Tot verbazing van het team gloeide de buis blauw. “Het was ons mini-eureka-moment”, zegt Eswarappa.
Moleculen fluoresceren wanneer ze licht met hogere energie absorberen en licht met lagere energie afgeven. Sommige biologen hebben gesuggereerd dat fluorescerende pigmenten bepaalde dieren, zoals kamgelei of koralen, kunnen beschermen tegen UV-straling, hoewel dergelijke krachten niet in het laboratorium waren aangetoond (SN: 17-11-17).
Individueel Paramacrobiotus variëren in hoeveel ze fluoresceren, ontdekte het team, en meer fluorescerende tardigrades zijn beter bestand tegen UV-licht. Na een uur blootstelling aan UV-straling overleefde 60 procent van de sterk fluorescerende individuen meer dan 30 dagen, terwijl alle minder fluorescerende exemplaren binnen 20 dagen stierven.
Om fluorescentie verder te koppelen aan bescherming, hebben de onderzoekers rondwormen en individuen van een tardigrade-soort die niet bestand is tegen UV-licht in een gloeiend bad gedrenkt. Paramacrobiotus extract. Aldus begiftigd, waren beide dieren UV-toleranter in vergelijking met individuen die alleen in water waren ondergedompeld.
De experimenten laten duidelijk zien dat de pigmenten “een mechanisme zijn voor UV-tolerantie bij deze dieren, en dat is een mooie stap voorwaarts”, zegt Paul Bartels, een ongewervelde zoöloog en tardigrade-expert aan het Warren Wilson College in Asheville, NC, die er niet bij betrokken was. in de studie. “Het is echt een coole studie.”
Eswarappa was verrast om te ontdekken dat de gloed van de tardigrades een rol speelde bij de UV-bescherming, aangezien “de vondst van fluorescentie toevallig was”. Hij suggereert dat de fluorescerende pigmenten UV-stralen absorberen en onschadelijk blauw licht uitzenden, hoewel de studie niet precies kan zeggen hoe de pigmenten bescherming bieden. De gloed zelf kan bijvoorbeeld gewoon een neveneffect zijn van de pigmenten, en niet betrokken bij UV-afscherming. Eswarrapa speculeert dat de gloeiende pigmenten deze waterberen kunnen helpen om te overleven in Zuid-India, waar de UV-niveaus in de zomer extreem kunnen zijn.