דובוני מים

דובוני מים (לעיתים: טרדיגריידים או טרדיגרדה; שמם המדעי: Tardigrade) הם מערכת בעלי חיים קטנים. הם דומים לפרוקי-רגליים, וככל הנראה הם קרובי משפחה שלהם, אם כי לא התגלתה עדיין קרבה מדויקת בין דובוני המים לאורגניזמים אחרים כלשהם. גופם מחולק לארבעה פרקים. אורך גופם של הבוגרים הגדולים ביותר עשוי להגיע ל־1.5 מילימטר, והקטנים ביותר מגיעים לפחות מ־0.1 מילימטר. פגיות (לארווֹת) שבקעו זה עתה עשויות להיות קטנות יותר מ־0.05 מילימטר.

עד שנת 2017 תוארו יותר מ־1,000 מינים שונים של דובוני מים. מדענים דיווחו על הימצאותם במקומות מגוונים, החל בהרי ההימלאיה (בגובה של עד 6,000 מטר מעל פני הים) ועד לקרקעית הים העמוקה (11,000 מטר מתחת לפני הים). ניתן למצוא אותם בכל מקום בין כיפות הקטבים לקו המשווה. קל ביותר למצוא אותם על חזזיות וטחבים. בתי גידול אחרים שבהם הם חיים כוללים דיונות, חופים, עפר, משקעי מים, וסחופת של מים מלוחים ומתוקים. ניתן למצוא בדרך כלל דובוני מים על ידי טבילת חתיכת טחב במים צלולים.

דובוני המים יכולים לשרוד בסביבות קיצוניות בהן בעלי חיים אחרים לא מסוגלים לשרוד: טמפרטורות הקרובות לאפס המוחלט (273.15- מעלות צלזיוס), טמפרטורות גבוהות עד כדי 151 מעלות צלזיוס ובתנאי קרינה חזקה פי 1,000 מזו שתהרוג כל חיה אחרת.

דובוני המים ידועים בין היתר ביכולתם לעמוד בתנאים יבשים במיוחד; הם יכולים לשרוד בלי מים למשך 10 שנים וחיים בזמן הזה כמעין קליפה מיובשת.

הם בעל החיים הידוע היחיד שעמיד אפילו בפני הריק שבחלל.

הראשון שתיאר את דובוני המים היה הזואולוג הגרמני יוהאן אַוּגוסט אפרים גֶצֶה (Goeze) ב־1773, שכינה אותם בשם "קליינר ואסרבר" (kleiner Wasserbär) - דוב מים קטן. השם "טרדיגרדה" ניתן על ידי הביולוג האיטלקי לאדזרו ספלנצאני ב־1777, ופירושו 'מהלך לאט' - שם אשר מזכיר בדמיון רחוק הליכה של דוב ומכאן שמם.

אנטומיה ומורפולוגיה
גופם של דובוני המים מורכב מארבעה מקטעים (לא כולל הראש), ארבעה זוגות רגליים חסרות פרקים, וכפות רגליים עם טפרים או בהונות. הקוטיקולה המכסה אותם מכילה כיטין, והם משילים אותה במהלך גדילתם. יש להם מערכת עצבים וונטרלית עם גנגליון אחד המוקדש לכל פרק, ומוח בעל מספר אונות.

במקום חלל קרביים (צלום, coelom) יש להם המיצלום, שהוא סדרה של מרווחים בין האיברים הפנימיים, עם מערכת הובלה מחזורית פתוחה. חלל קרביים אמיתי מצוי רק באזור הגונדות (הכיס הצלומי). הלוע, מהסוג היונק, הוא משולש, שרירי ובעל חספוסים המאפשרים לדובון המים להשתמש בו ככלי לפריצת דפנות תאים. הגם שחלק מהמינים הם פארתנוגנים (הם אינם מתרבים ברבייה זוויגית), זכרים ונקבות בדרך כלל קיימים גם שם, כל אחד מהם עם גונדה אחת. דובוני המים הם אאותליים  (לכל הפרטים באותו מין יש אותו מספר של תאים) ומטילי ביצים. לדובוני המים הבוגרים של רוב המינים יש כ-40,000 תאים בגוף.

תזונה
רוב דובוני המים הם צמחוניים או בקטריופגים (אוכלי חיידקים), אך חלקם טורפים (למשל ה־Milnesium tardigradum) ואף ישנם מינים קניבליים האוכלים מיני דובונים קטנים יותר.

פיזיולוגיה

סביבות חיים קיצוניות
דובוני המים הם בעלי חיים סתגלנים ביותר. מדענים דיווחו על נוכחותם במעיינות חמים, על ראש ההימלאיה, מתחת לשכבות של קרח מוצק ובקרקעית האוקיינוסים. את רוב המינים ניתן למצוא באזורים נעימים יותר כאגמים, בריכות וכרי אחו. מינים אחרים ניתן למצוא בקירות אבן ובגגות. ככלל, דובוני המים נותרים פעילים כשהם נמצאים בסביבה לחה.

דובוני המים הם אחת מקבוצות המינים היחידות המסוגלות להקפיא את המטבוליזם שלהם ולהיכנס לשנת חורף, אך גם לצאת ממנה בעת הצורך. מינים רבים של דובוני מים יכולים לשרוד בסביבה יבשה במשך כמעט עשר שנים. בהתאם לסביבה, דובוני המים עשויים להיכנס לשנת החורף דרך אנהידרוביוזה, קריוביוזה, אוסמוביוזה או אנוקסיביוזה. במצב זה, רמת המטבוליזם שלהם מגיעה לפחות מ־0.01% מהרמה הנורמלית, וכמות המים בגופם יכולה לצנוח למאית מהכמות הנורמלית. יכולתם להישאר מיובשים לפרק זמן כה ארוך קשורה לרמות הגבוהות של סוכר טראלוז לא-מחזר בגופם, אשר מגן על הממברנות שלהם.

דובוני המים הצליחו לעמוד בתנאים הקיצוניים הבאים באמצעות הקפאת המטבוליזם:
 טמפרטורה - דובוני המים יכולים לשרוד במשך כמה דקות בטמפרטורה של 151 מעלות צלזיוס, או בהקפאה של 200- מעלות צלזיוס למשך מספר ימים. הם אף מסוגלים לשרוד מספר דקות בטמפרטורה של 272- מעלות צלזיוס (טמפרטורה הגבוהה רק במעלה אחת מהאפס המוחלט).
 קרינה - כפי שהוכח על ידי ראול מ' מאי מאוניברסיטת פריז, דובוני המים יכולים לעמוד ב־570,000 ראד של קרינת רנטגן (1,000–2,000 ראד מספיקים כדי להרוג בני-אדם). הסבר לכך הוצע על ידי חוקרים מאוניברסיטת טוקיו שמצאו חלבון המגן על ה-DNA של דובוני המים.
 לחץ - דובוני המים יכולים לעמוד בלחצים נמוכים ביותר של ריק וגם בלחצים הגבוהים בהרבה מאלו של הלחץ האטמוספירי. לאחרונה הוכח כי הם יכולים לשרוד בריק שבחלל. מחקר שפורסם ב־1998 הוכיח כי הם מסוגלים לעמוד בלחץ הגדול פי 6,000 מהלחץ האטמוספירי. לחץ זה גדול כמעט פי שישה מלחץ המים באזור העמוק ביותר של האוקיינוס.
 יובש - הוכח כי דובוני המים שורדים כמעט עשור שלם במצב יבש, אחוז המים בגופם יכול לרדת מ־85% ל־3% בלבד. חוקרים גילו שכאשר דובון מים מתחיל להתייבש, גופו מפעיל חלבונים מצילי חיים, והם עוטפים את המולקולות שבגופו בחומר דמוי זכוכית. כשגופו של דובון המים מתחיל להרגיש לחות, החלבונים נמסים והמולקולות חופשיות לחדש את פעילותן כמקודם.
דובוני מים יכולים לשרוד ללא אספקת מזון או מים כשלושים שנים ויותר.
בניסוי שנערך באוקטובר 2007 נשלחו דובוני מים במסלול מחוץ לאטמוספירת כדור הארץ. בניסוי נחשפו דובוני המים לריק ולטמפרטורות הקרובות לאפס המוחלט. כמו כן חלקם נחשפו לקרינת שמש ישירה, וחלקם לקרינת רקע. רוב דובוני המים שלא נחשפו לקרינת שמש ישירה שרדו את המסע, ובאופן מפתיע, מספר דובוני מים שנחשפו לקרינת השמש הבלתי מסוננת אף הם נשארו בחיים. בכך, הפכו דובוני המים לבעל החיים היחיד הידוע למדע שיכול לשרוד מסע בחלל ללא הגנה.

עם זאת, דובוני מים אינם נחשבים בעלי חיים אקסטרמופיליים משום שאינם מותאמים לניצול תנאים אלה, אלא רק מסוגלים לסבול אותם. משמעות הדבר היא שסיכויי הגסיסה שלהם גדלים ככל שהם נחשפים לסביבות קיצוניות לזמן ארוך יותר, בעוד אקסטרמופילים אמיתיים משגשגים בסביבה פיזית או גאוכימית קיצונית שתפגע ברוב האורגניזמים האחרים.

היסטוריה אבולוציונית

מידע עדכני מריצופי DNA ו־RNA מעיד שדובוני המים הם קרובי משפחה של פרוקי הרגליים ונושאי הציפורניים (Onychophora). נהוג היה לחשוב על קבוצות אלו כמקורבות לאנלידים, אך כיום מחשיבים אותם כאקדיסוזואים, ביחד עם הנמטודות ומספר מערכות קטנות אחרות. מקור ההחלטה לשייך אותם לאקדיסוזואים הוא בלוע שלהם, הדומה לזה של נמטודות. עדות אחרת היא מידע מ־18S-rRNA ומתבנית גני ה־HOX, המצביעה על קשר לנמטודות.

מכיוון שדובוני המים זעירים ביותר וגופם קרומי, קשה מאוד ולא סביר למצוא מאובנים שלהם. מקורו של המאובן היחיד שנמצא הוא במשקעים מאמצע תקופת הקמבריון בסיביר. כמו כן התגלו מספר דובוני מים בענבר מתקופת הקרטיקון. דובוני המים המאובנים שנמצאו בסיביר שונים מדובוני המים החיים בימינו בשלושה מאפיינים: יש להם שלושה זוגות רגליים (לעומת ארבעה הזוגות של דובוני המים המודרניים), מורפולוגיית הראש שלהם פשוטה יותר ואין להם גפי פה אחוריים. נהוג להניח שהם מייצגים את המקור של דובוני המים החיים.

ממצאים נדירים מענבר מניו ג'רזי מתקופת הקרטיקון, מכילים דובוני מים מהמין Milnesium swolensky, שהם דובוני המים הקדומים היחידים הידועים בהם גפי הפה והטפרים אינם שונים מאלו של M. tartigradum החיים כיום. כמו כן, נמצאו בענבר מדרום קנדה שני דובוני מים שחיו כ-15–20 מיליון שנה לפני ה־M. swolenskyi. מתוך השניים הללו, אחד קיבל שם סוג ומשפחה משלו – Beorn leggi (שם הסוג ניתן על ידי קופר, ונלקח משמה של הדמות ביאורן מהספר "ההוביט" של ג'.ר.ר. טולקין. שם המשפחה ניתן על שם הסטודנט שלו, ויליאם מ' לג). עם זאת, אותו אחד דומה במידה רבה לדובוני מים חיים ממשפחת ההיפסיבלידיים.

ב-2018, התגלה זן חדש של דובוני מים ביפן, אשר כונה Macrobiotus shonaicus, על שם מחוז שונאי, שם נמצא לראשונה באזוב שצמח במגרש חנייה של בניין. לזן מאפיינים ייחודיים בהשוואה לטרדיגריידים אחרים: הוא ניזון מאזוב, בעוד רוב הטרדיגריידים הם בשרונים. יש לו קפל בחלק הפנימי של רגלו, והוא מצליח להתרבות בתנאי מעבדה - דבר היוצא דופן משתי בחינות: רוב הטרדיגריידים אינם עושים זאת, ואלה שכן, עושים זאת ברביית בתולים על ידי נקבות, בעוד ל-M. shonaicus שני מינים. לביצים שלהם משטח סולידי, מה שמכליל את הזן בתת-קבוצה בשם hufelandi, אשר עד כה לא נמצאה ביפן. לביצים מאפיין נוסף – הן מוכתרות בטבעת יוצאת דופן של נימים דקים וגמישים, בדומה לביצים של שני זנים שהתגלו לאחרונה מדרום אמריקה.

ב-6 באוגוסט 2019 דווח באתר Vice כי החללית הישראלית בראשית נשאה עליה דובוני מים שייתכן וחלקם שרדו את ההתרסקות של "בראשית". על החללית הייתה הספרייה הירחית של קרן ה-Arch Mission של נובה ספיבק (יזם שלקח חלק בפרויקט של spaceIL). הספרייה, ארכיון בגודל דיסק DVD, הכילה כ-30 מיליון דפי מידע, דוגמיות DNA אנושיות, ואלפי דובוני מים. גם אם הדובונים שרדו את ההתרסקות (ויש להם יכולת לעמוד בלחצים הרבה יותר גדולים מאשר של התרסקות), הרי שהם נכנסו למצב השרדותי, ואם לא יגיעו לסביבה ימית, בסופו של דבר ימותו לאחר כמה שנים.

בתרבות הפופולרית
 בסדרת הטלוויזיה "מסע בין כוכבים: דיסקברי" דובון מים ענק המכונה "ריפר" מתפקד כנווט החללית בהנעת הנבגים הניסויית שלה.

קישורים חיצוניים

 הכירו את דובון המים, היצור הכי קשוח על פני כדור הארץ - תומאס בות'בי, בערוץ היוטיוב של TED
These 'Indestructible' Animals Would Survive a Planet-Wide Apocalypse באתר National Geographic

 
 Tardigrades - Pictures and Movies
The Edinburgh Tardigrade project
USA Tardigrade
Tardigrade Appreciation Headquarters
Tardigrades (English/German)
The incredible water bear!
Tardigrade Reference Center

הערות שוליים

בעלי חיים שתוארו ב-1777
טקסונים שתוארו בידי לאדזרו ספלנצאני
מערכות של בעלי חיים
לובופודיה