Ջրային արջ

Ջրային արջ (), միկրոսկոպիկ անողնաշարավորների տեսակ, մոտ է հոդվածոտանիներին։

Առաջին անգամ այս կենդանուն 1773 թվականին նկարագրել է գերմանացի քահանա Ի.Ա. Գյոցեն, որպես «փոքր ջրային արջ» (): 1777 թվականին իտալացի գիտնական Լաձարո Սպալանցանին տվեց նրանց «» անվանումը, որի լատիներեն տարբերակն է «Tardigrada» (1840 թվականից)։

Կենսաբանություն 
Ջրային արջի մարմնի չափերը հասնում են  0.1-1.5 մմ-ի, կիսաթափանցիկ է, կազմված  չորս հատվածներից և գլխից։ Ունի 4 զույգ կարճ և հաստ ոտքեր, վերջում մեկ ճյուղավորված ճանկիկով (որոշ տեսակների մոտ ճանկիկները գրեթե առանձնացած են իրարից), ընդ որում վերջին զույգ ոտքերը թեքված են հետ։ Տեղաշարժվում են շատ դանդաղ մոտ 2-3 մմ րոպեում։ Բերանային օրգանը մի զույգ  «սվինադաշույն» է, որ ծառայում է ջրիմուռների և մամուռների  բջջային թաղանթը ծակելու համար, որոնցով սնվում են ջրային արջերը։ Ջրային արջերը ունեն մարսողական, արտազատման, նյարդային և սեռական համակարգեր, սակայն նրանց մոտ բացակայում է շնչառական և արյունատար համակարգերը։ Նրանք ունեն մաշկային շնչառություն, իսկ մարմնի խոռոչի հեղուկը կատարում է արյան դեր։ Ջրային արջերի համակարգային դասակարգումը միանշանակ չէ։ Կենսաբաններից շատերը նրանց դասում են իրական հոդվածոտանիների (Euarthropoda) դասին։ Բացի սրանից նրանք մոտ են նաև կամ կլոր որդերին  (Nematoda), կամ օղակավոր որդերին (Annelida):

Բազմացում 
Ջրային արջերը երկսեռ են։ Արու ջրային արջերը չափերով ավելի փոքր են քան էգերը և հանդիպում են ավելի հազվադեպ, դրա համար էլ հնարավոր է կուսածնություն, այսինքն էգերի բազմացում առանց բեղմնավորման։ Բեղմնավորման ժամանակ էգերի մոտ հասունանում է 1-ից 30 ձու։ Բեղմնավորումը ներքին է կամ արտաքին, երբ արուն սերմադրում է ձվադրված ձվերը։ Տեսակներից մեկը ձվադրում է հողի, մամուռի կամ ջրի մեջ իսկ մյուսները մաշկափոխման ժամանակ թողած մորթու մեջ։ Զարգացումը ուղիղ է, փոքր ջրային արջերը մեծերից տարբերվում են միայն չափերով։

Կենսակերպ 
Ներկա պահին հայտնի են ավելի քան 900 տեսակի ջրային արջեր։ Միկրոսկոպիկ չափերի և ոչ բարենպաստ պայմաններում ապրելու կարողության շնորհիվ նրանք տարածված են ամենուր, Հիմալայներից (մինչև 6000 մետր) մինչև ծովերի խորքը (4000 մետրից ավելի խոր)։ Ջրային արջեր հանդիպել են տաք աղբյուրներում, սառույցի տակ (օրինակ Շպիցբերգենում) և օվկիանոսի հատակին։ Նրանք տարածվում են պասիվ՝ քամու, ջրի և տարբեր կենդանիների միջոցով։ Բոլոր ջրային արջերը որոշ չափով համարվում են ջրային կենդանիներ։ Ծովի բնակիչները կազմում են մոտ 10 %, մյուսները հանդիպում են քաղցրահամ ջրամբարներում, իսկ մեծամասնությունը բնակվում է մամուռների և քարաքոսերի բարձիկներն, գետնի, ծառերի, լեռների և քարե պատերի վրա։ Ջրային արջերի քանակը մամուռների մեջ կարող է լինել շատ մեծ՝ 1 գրամ մամուռի մեջ հարյուրավոր, նույնիսկ հազարավոր։ Ջրային արջերը սնվում են այն  բույսերի և ջրիմուռների հեղուկով որոնց վրա նրանք ապրում են։ Որոշ տեսակներ ուտում են մանր կենդանիների` անվաորդերի, կլոր որդերի և այլ ջրային արջերի։ Իրենց հերթին որս են  հանդիսանում տզերի և այլ միջատների համար։

Դիմացկունություն 
Ջրային արջերը իրենց դիմացկունությամբ շատ գիտնականների ուշադրություն են գրավել։ Ոչ բարենպաստ պայմանների դեպքում նրանք տարիներով  կարող են ընկնել անաբիոզի մեջ, իսկ բարենպաստ պայմանների դեպքում բավականին արագ կենդանանում են։ Ջրային արջերը հիմնականում գոյատևում են անհիդրոբիոզի, չորացման շնորհիվ։ Չորացման ժամանակ նրանք մարմնի մեջ են ձգում վերջույթները, փոքրանում են ծավալով և ընդունում են տակառիկի ձև։ Արտաքինից պատվում են մոմե շերտով, որն էլ կանխում է գոլորշիացումը։ Անաբիոզի ժամանակ նրանց մետաբոլիզմը (նյութափոխանակությունը) ընկնում է մինչև 0.01%, իսկ ջրի պարունակությունը նորմալից ունակ է հասնել մինչև 1%։

Անաբիոզի ժամանակ ջրային արջերը դիմանում են անհավանական դժվարությունների։

Ջերմաստիճան։ Մինչև 20 ամիս կարող են գոյատևել 193 °С   հեղուկ թթվածնի մեջ, 8 ժամ 271 °С սառեցված հելիումի մեջ, 10 ժամ 60-65 °С ջերմաստիճանում և 1 ժամ 100  °С  ջերմաստիճանի դեպքում։ 
Իոնացնող ճառագայթում։ 570 000 ռենտգեն չափաբաժինը սպանում է ճառագայթված ջրային արջերի մոտ 50 %-ը։ Մարդու համար ռադիացիայի մահացու չափաբաժինը կազմում է ընդամենը 500 ռենտգեն։
Մթնոլորտ։ Բավականի երկար կարող են գոյատևել ծծմբաջրածնի և ածխաթթու գազի մեջ։
Ճնշում։ Ճապոնացի կեսաֆիզիկոսների  փորձի ժամանակ «քնած» ջրային արջերին տեղադրել են հերմետիկ պլաստիկ տարաների մեջ և սուզել ջրով լցված բարձր ճնշմամբ խցիկի մեջ` աստիճանաբար հասցնելով այն 600 մպա (մոտ 6000 մթնոլորտ)։ Ընդ որում, կարևոր չէ, թե ինչ հեղուկով է լցված տարան, ջրով, թե թույլ թունավոր լուծիչով՝ C8F18, գոյատևման արդյունքները համընկնում էին։
Բաց տիեզերք։ Շվեդ գիտնականների փորձի ժամանակ Richtersius coronifer  և Milnesium tardigradum տեսակի ջրային արջերին բաժանեցին երեք խմբի։ Նրանցից մեկը ուղեծիր հասնելուն պես հայտնվել է վակուումի պայմաններում և ենթարկվել է տիեզերական ճառագայթման: Հաջորդ խումբը բացի դրանից ենթարկվել է նաև A և B (280—400 նմ) ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման։ Կենդանիների երրորդ խումբը ենթարկվել է ուլտրամանուշակագույն սպեկտորի լիարժեք ազդեցությանը (116—400 նմ)։ Բոլոր ջրային արջերը գնտվել են անաբիոզի վիճակում։ Բաց տիեզերքում անցկացրած 10 օրերից հետո բոլոր կենդանիները գտնվում էին չորացած վիճակում, բայց տիեզերանավում ջրային արջերը վերադարձան իրենց նորմալ վիճակին։ Կենդանիների մեծամասնությունը, որ ենթարկվել էին 280-400 նմ ալիքի երկարությամբ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ապրել են և ունակ են եղել վերարտադրության։ Սակայն ուլտրամանուշակագույն սպեկտորի լիարժեք ճառագայթումը ունեցել է կրիտիկական ազդեցություն, երրորդ խմբի միայն 12 % է ապրել, նրանք բոլորը պատկանում էին Milnesium tardigradum տեսակին։ Այնուամենայնիվ ապրածները կարողացել են տալ նորմալ սերունդ, չնայած նրանց պտղատվությունը ավելի ցածր է եղել քան երկրի վերահսկվող խմբինը։ Երկիր վերադառնալուց մի քանի օր անց երրորդ խմբի բոլոր կենդանիները մահացել են։
Խոնավություն։ Հայտնի է, երբ անապատից վերցված մամուռը, որ չորացել էր 120 տարի շարունակ, ջրի մեջ տեղադրելուց որոշ ժամանակ անց նրա վրա հայտնաբերվել են բազմաթիվ սողացող ջրային արջեր։ Սակայն կենդանության նշաններ ցույց տվող արարածներից ոչ մեկը ողջ չմնաց։

Գեների հորիզոնական փոխանցում 
Ջրային արջի գենոմը համարվում է հարաբերականորեն մեծ, էվոլյուցիայի տոհմածառում իրենց զբաղեցրած դիրքի համեմատ, այն իր մեջ պարունակում է 215 մլն նուկլեոտիդ, որը մոտ 2 անգամ ավելի մեծ է քան կլոր որդերինը, որոնց գենոմը համարվում է տիպային փոքր անողնաշարավորների համար։

Հյուսիսային Կարոլինայի համալսարանի գիտնականների հետազոտությունների արդյունքում Չապել Հիլլեում (ԱՄՆ) հայտնաբերվել է, որ ԴՆԹ-ի 38 000 գեներից ավելի քան 6500 հատվածներ (մոտ 17 %) «փոխառնված » էին այլ օրգանիզմներից։ Նրանցից մեծ մասը ստացել են էքստրեմոֆիլ բակտերիայից, բայց բացի դրանից ջրային արջի գենոմի մեջ կա նաև բույսերի, սնկերի և արքեաների գեներ։ Սակայն Մարկ Բլակստերի գլխավորությամբ Էդնիբուրգի համալսարանի գիտնականները հայտնաբերեցին, որ այլ գեների մասսայական փոխառնությունը, որ վերջերս իբրև հայտնաբերվել էր ջրային արջերի գենոմի մեջ, իրականում կարող է ԴՆԹ-ի աղտտոտվածություն լինի ուրիշի ԴՆԹ-ով, այս դեպքում՝ բակտերիալ։ Մարկ Բլակստերի խմբի հոդվածը չի ընդունվել հրապարակման ոչ մի գրախոսական ամսագրում։

Ջրային արջերը կարող են տանել ջրազրկման էքստրեմալ ձևեր, երբ իրենց օրգանիզմում ջրի բաժինը ընկնում է նորմայից մինչև 1-2%։ Երբ վերջիններիս մարմինը չորանում է, Hypsibius dujardini-ի (ջրային արջերի տեսակ) ԴՆԹ-ն, ավելի շուտ բաժանվում է մեծ կտորների։ Երբ էքստրոմալ պայմանների ժամանակը ավարտվում է, նրանց մարմինը նորց լցվում է ջրով, և հատուկ սպիտակուցները «կարում» և վերականգնում են վնասված ԴՆԹ-ն։ Այդ պահին շնորհիվ լայնացած անցքերի, բջիջների մեջ կարող են ընկնել այլ ԴՆԹ-ի մասնիկներ, որնք «կարվում» են գենոմին և մնում են նրանց հետ, եթե նրանց հայտնվելը չի բերում ճակատագրական հետևանքների, ապա օգնում է ջրային արջերի գոյատևմանը։ Շնորհիվ դրա ջրային արջերի ԴՆԹ-ն  վերածվել է մի շարք սեփական և օտար մասնիկներից բաղկացած  խճանկարի, այս կենդանիների էվոլյուցիայի 550 միլիոն տարիների ընթացքում։

Հաշվի առնելով այն, որ այս գենոմներից շատերը պատասխանատու են սթրեսի հակազդման, ԴՆԹ-ի վերանորոգման և մի շարք այլ տարբեր ծայրահեղ գործոնների հակազդման համար, լրիվ հնարավոր է որ այս կենդանիները տիեզերքում գոյատևելու ունակությունը  ձեռք են բերել  շնորհիվ գեների փոխազդեցության։

Դասակարգում 
Ջրային արջերի մեծ մասը պատկանում են երկու դասի՝ Heterotardigrada և  Eutardigrada: Երրորդը`Mesotardigrada, բաղկացած է միայն մեկ  ճապոնական տեսակից։

 Heterotardigrada-ի արտաքին շերտը կարծրացված է, գլուխն ունի երկու բեղիկներ իսկ վերջույթներից յուրաքանչյուրն ունի չորսական մատ (կամ ճանկիկ)։  
 Eutardigrada-ի  չունեն բեղիկներ գլխին և արտաքին շերտը էլաստիկ է։ Այս խմբին են պատկանում այն տեսակները, որոնք հարմարեցված են ծովային կյանքին (Halobiotus), և ջրային արջերից ամենախոշորը՝ Milnesium tardigradum, որի երկարությունը հասնում է 1,5 մմ։

Արտաքին հղումներ 
 Антон Евсеев «Бессмертные медведи-мутанты живут среди нас» (Правда.ру)
 Тихоходки выживают в космосе
 Обнаружены живые организмы, способные выжить в открытом космосе  (Компьюлента)
 Тихоходки — одни из самых удивительных существ на Земле 
 Как тихоходки защищаются от радиации (Наука и жизнь)
 Astronomy Picture of the Day: Tardigrade in Moss

Ծանոթագրություններ 

Ջրային արջեր
Կենդանիների տիպեր