Forskere har forsøkt å koke den, fryse den ned til -253°C, utsette den for umenneskelige mengder stråling og latt den ta en liten svipptur i verdensrommet – uten romdrakt. Likevel kan den lille krabaten klare å gjenoppstå fra de døde. Det er fristende å tro at det er en overnaturlig evne, men det ser ut til å være en tilpasning til å leve i ekstreme miljøer.
Når vi sier at bjørnedyret overlever i verdensrommet tror jeg det er bedre å si at de dør i rommet - men kommer tilbake.
James Fleming, Naturhistorisk museum
James Fleming er en av forskerne som har latt seg fascinere av denne dyregruppen. Det begynte underveis i masterarbeidet, og mange år senere erkjenner han at det nok er snakk om en livslang besettelse. Hva er det egentlig med denne underlige lille skapningen, som er så hardfør? For Fleming handler det om at bjørnedyret er det han kaller «understudert» samtidig som det har en hel rekke rare egenskaper.
«Den lille døden»
Kryptobiose er forskningens ord for det som skjer med bjørnedyret. Andre dyr som går i dvale er fremdeles i live, men alt som skjer i kroppen går langsommere. Når bjørnedyret dør, stopper alt opp, akkurat slik som under enhver annen død. Likevel er det noen forutsetninger som må til for at de skal kunne vekkes opp igjen. Døden må skje langsomt nok til at den rekker å bygge opp et skall rundt seg. Som regel starter denne prosessen når bjørnedyret merker at det begynner å bli ubehagelig varmt, kaldt, tørt eller generelt kjipt å leve. Da er det tryggere for den å dø og håpe at den vil få en ny sjanse.
– Noe som mange overser når vi snakker om bjørnedyrene og nedfrysning er at de ikke nødvendigvis overlever. De overlever fordi vi ikke har et bedre ord for det, forklarer han. Vi kan ikke egentlig beskrive denne gjenopplivingen, derfor kaller vi det kryptobiose i forskningen, men vi har ikke et godt ord for det i dagligtale.
Du risikerer å dø ved å dø, eller å gjøre det litt for permanent...
James Fleming
Underveis i døden bygger de opp et hardt skall, og det er dette skallet som gjør at de kan overleve nesten hva det skal være. I tillegg skjer det flere endringer: Stoffskiftet deres synker til 0,01 prosent av det normale, og vanninnholdet i cellene reduseres til bare en prosent. Evnen til å dø og gjenoppstå med et slikt beskyttende skall rundt seg har gjort at bjørnedyrene finnes over hele kloden. Siden de oppstod, har det vært fire masseutryddelser, men bjørnedyrene har bestått.
– Det bjørnedyrene gjør er å stoppe alle metabolske prosesser og omslutte seg med et skall som er veldig hardt. Det kalles for «den lille døden», sier Fleming, og forklarer at dette navnet trolig kom fra mikroskopets far: Van Leeuwenhoek. Dette navnet skaper god stemning i forelesningene ettersom «den lille døden» også beskriver et pikant fenomen i engelsk dagligtale.
I denne tilstanden har forskere utsatt bjørnedyr for temperaturer ned til minus -253 °C grader, sendt dem ut i rommet uten noen form for beskyttelse, satt dem under et trykk på 600 MegaPascal og varmet dem opp til 151 °C. At de virker udødelige skyldes antagelig at de er døde, og dette er en tilstand de kan befinne seg i relativt lenge. Det lengste et bjørnedyr har vært død før det ble vekket opp igjen er 30 år. Det var et bjørnedyr fra en prøve i Antarktis som ble tatt i 1983. Bjørnedyret ble vekket til live igjen i 2016.
– Men det er ikke en helt risikofri strategi å gå inn i denne beskyttende tilstanden. Du risikerer å dø ved å dø, eller å gjøre det litt for permanent, konstaterer Fleming.
Fleming mener at det er feil å si at de overlever. Han vil heller forklare det slik:
– Når vi sier at bjørnedyret overlever i verdensrommet, så tror jeg det er bedre å si at de dør i rommet, men kommer tilbake, sier han.
Slik gjenoppstår de fra døden
Ifølge Fleming er ikke det interessante med bjørnedyret det faktum at de dør, men måten de gjenoppstår på. Det er nemlig ikke så enkelt som å la seg fryse ned og tines opp igjen.
– Å bli frosset ned levende tar livet av deg, men det tar livet av deg på en måte som ivaretar DNAet ditt, forklarer Fleming. I science fiction er det beskrevet at vi på en eller annen måte klarer å overgå alle problemene ved å påføre frostbitt i noen, sier Fleming.
Og det er nettopp det bjørnedyret har klart:
– Bjørnedyrene har en rekke unike måter å reparere arvematerialet sitt på. De har flere proteiner som beskytter dem og hjelper dem å komme seg fra skadene etter døden, og disse er veldig snodige og spesifikke for dem, sier han.
Disse proteinene gjør at skader som bjørnedyret får mens det er dødt blir reparert. Når en celle er levende er noe av det viktigste arbeidet som foregår et slags konstant vedlikeholdsarbeid. Når en celle er død slutter vedlikeholdet, og skadene hoper seg opp.
– Vi har vel alle lagt noe i fryseren som ble liggende litt for lenge, sier Fleming. Og det skjer også med bjørnedyrene. Vev brytes fortsatt ned, selv om det er frosset, og bjørnedyr har spesielle proteiner som opprettholder strukturen i cellene når de tørker ut.
I tillegg forteller Fleming at bjørnedyrene har dobbelt opp av noen av de viktigste genene sine, for eksempel de knyttet til å takle varme.
– En biolog som er ekspert på virveldyr ville si at du definitivt ikke bør ha to kopier av disse genene, forklarer Fleming. Selv kameler og andre store dyr som lever i ørkener, har bare én kopi av mange av disse uttørkingsresistente genene.
Å gjenoppstå er ikke det samme som å være udødelig
– Den største overraskelsen da jeg begynte å jobbe med bjørnedyr var å innse hvor lett det er for dem å dø, sier Fleming.
Fleming understreker at bjørnedyret på ingen måte er udødelig. Det er flere andre dyr som er nærmere å være udødelige. For eksempel har den såkalte «Benjamin Button»-maneten den egenskapen at den kan snu aldringsprosessen og bli ung igjen. I prinsippet er den udødelig. Det finnes også dyr som ikke har aldringsprosesser. I tillegg er det flere andre organismer som gjør slik som bjørnedyret, nemlig å skru av alt, for så å skru det på igjen senere. Den sørafrikanske «gjenoppstandelses-planten» er et eksempel på det.
– Det er ikke bare bjørnedyrene som gjenoppstår, men de har blitt symbolet på dette fenomenet, sier Fleming. Vi kan si at de har oppnådd det vi har satt som et slags ultimat mål om å lure døden.
Eldre enn dinosaurene
En vanlig misforståelse er at bjørnedyret er ett dyr. I realiteten er det en hel gruppe med dyr på lik linje med for eksempel pattedyrene. Når Fleming snakker om bjørnedyret er det da snakk om samlebetegnelsene som rommer minst 1300 arter. Stort sett er de mellom 0,2 til 2 millimeter store.
– Bjørnedyrene er faktisk det vi kaller en rekke, så det betyr at de er på nivå med ryggstrengdyr. Bjørnedyrene ser ganske like ut utvendig, men molekylært sett er de veldig forskjellige, sier Fleming.
Alt liv deles inn i seks ulike riker, som planteriket eller dyreriket. Hvert rike er delt inn i rekker. Dyreriket er delt inn i 33 ulike rekker, og bjørnedyrene er en egen. Dette sier noe om hvor forskjellig de er fra for eksempel mennesker.
Bjørnedyrene oppstod under den kambriske eksplosjonen, for om lag 541 millioner år siden. Det betyr at bjørnedyrene oppstod 76 millioner år før de første landplantene, bare for å sette det i perspektiv. Siden den gangen har det vært flere store masseutryddelser, men bjørnedyret er en gruppe med arter som har klart seg. I dag finnes de over hele kloden, selv på de mest ugjestmilde områder som Antarktis.
– De har til felles at de er små og tungt armert med en slags utvendig skjelett av kitin. Noen av dem har vakre værhår, noen har flate kropper, og andre har haler. Noen har «ballonger», konstaterer Fleming.
Det er det fine med bjørnedyrene: Nesten uansett hva spørsmålet er, kan jeg svare at «de er rare».
James Fleming
Sistnevnte får Fleming til å trekke på smilebåndet.
– De heter tanarctus bubulubus – som er et veldig festlig navn, ler Fleming. De ser ut som en oppvaskhanske som noen har blåst opp og satt på som hale som gjør at de kan flyte rundt i vannsøylen.
Han forklarer at akkurat denne arten er marin. Denne gruppen med bjørnedyr er ikke kjent for å kunne stå opp fra de døde. De fleste kjente bjørnedyrene er det som kalles for «limnoterrestriske». Det betyr at de bor i vann, men på land. Her kan du finne dem i det tynne laget med vann som dekker planter, eller i en mosedott.
– De fleste som har sklidd på isen har erfart at det er et tynt lag med vann der. Der kan det bo bjørnedyr, forklarer Fleming.
Selv i Antarktis vil det i deler av året være nok flytende vann til at bjørnedyret trives. Når det blir kalt igjen og vannet fryser dør de – og satser på å gjenoppstå neste vår.
Fødes og dør med de samme cellene – eller?
– Mange har en tendens til å tenke at de dyrene som ikke er ryggstrengdyr er enklere enn oss. Jeg tror det handler om at de er komplekse på en annen måte enn oss, og at vi sliter med å ta inn over oss deres kompleksitet fordi vi er vant til å tenke på ting sett fra vårt eget perspektiv. Bjørnedyrene er et godt eksempel på dette fordi de gjør så mange underlige ting, så uavhengig av alle andre arter, at de virkelig snur opp-ned på vår forståelse av biologi, sier Fleming.
Han forklarer at det lenge var antatt at bjørnedyrene ikke har celledeling. Altså at de ble født med det samme antallet celler som de dør med. Nyere forskning antyder at dette ikke stemmer, men at celledelingen heller er svært langsom, og at det er forskjeller mellom vevstypene.
– Det er nettopp det som er gøy med bjørnedyrene, det at vi er en i en konstant oppdagelsesfase, sier Fleming begeistret.
Han skulle bare studere øyne
Fleming skulle bruke gener fra bjørnedyr til å undersøke evolusjon av syn.
– Jeg ble så fascinert av resultatene jeg fikk fra bjørnedyrene at jeg bare fortsatte, utbryter han. Hos bjørnedyrene finnes det mange ulike varianter av øyne. Noen mangler øyne, andre har svært enkle øyne. Noen arter finnes noen ganger med øyne og noen ganger ikke – fordi – hvorfor ikke, utbryter han.
Fleming forteller at ingen egentlig vet hvorfor det er slik.
– Noen tror at det kan ha noe med reproduktiv biologi å gjøre. Kanskje bruker de synet til å vurdere partneren, og så mister de øynene igjen etter at de har paret? Eller det kan handle om helt andre ting, som at det er mørkeperioder om vinteren som gjør at det ikke er noen vits i å ha øyne. Vi vet egentlig ikke. Disse bjørnedyrene har et pigment i øyet noen ganger, men ikke alltid – når pigmentet er der, kan lysretningen oppdages, men uten pigment kan bare intensiteten registreres. Noen lesere i nord ville kanskje si seg enige i at en norsk vinter er så mørk at det ikke er noe poeng med øyne, spøker Fleming.
I arbeidet med å forstå bjørnedyrenes øyne så han at de har mange kopier av proteiner som burde bety at de har fargesyn, uten å ha øyne som er i stand til å oppdage farger.
– Noe som er høyst merkverdig er at de fleste har det vi kaller enkle øyne, som betyr at de kan se forskjellen på lys og mørke. Av en eller annen grunn har bjørnedyrene proteiner som koder for å kunne se flere farger, men vi skjønner ikke hva de skal med disse proteinene, sier Fleming.
Foreløpig antar han at disse proteinene har andre funksjoner enn å fange opp lys. Fra pattedyr er det kjent at proteiner som er knyttet til å sanse lys, også regulerer døgnrytmen. Fleming fant ingen indikasjon på at dette er tilfelle for bjørnedyrene, men kanskje er det knyttet til helt andre prosesser:
– Noen arter har ulike behov for lys i ulike deler av livssyklusen. Unge kan være mer mottagelige for lys i spesifikke bølgelengder sammenliknet med voksne, sier han.
Han fortellere at dette også skjer i åler. Det er fordi unge åler lever i elver, mens voksne åler lever i sjøen. Ulik evne til å se lys kan forklares med at de lever i helt ulike miljøer, men heller ikke dette er noen fullgod forklaring for bjørnedyrene.
Han skulle bare studere øyne
– Det er det fine med bjørnedyrene: Nesten uansett hva spørsmålet er kan jeg svare at «de er rare», ler Fleming.
Han håper å kunne svare på spørsmålet en gang, men foreløpig er det ingen forskningsmidler som går til å undersøke bjørnedyrene. Fleming tror at årsaken til dette er at bjørnedyrene ikke er i veien for oss.
– De er svært understudert sammenliknet med sine fjerne slektninger, nematodene. Disse forårsaker mange sykdommer i landbruk og i mennesker. Hvis noen sier at de har mark, og det er snakk om flertall, er det sannsynligvis en nematode, sier Fleming.
Fleming mener at det er synd, for selv om bjørnedyrene ikke gjør oss noe har de kanskje løsningen på andre problemer.
– Jeg tror det er mye potensiale i bjørnedyrenes biologi. De har evnen til å beskytte vev mot skade. Hvis vi forstår dette vil det kunne være interessant å se om det kan brukes på vevsskader, avslutter han.
I tillegg er det svært lite vi egentlig vet om dem mener han.
– Vi har to sett med genomer fra bjørnedyrene som gruppe. Det kan sammenliknes med at vi hadde hatt to genomer fra pattedyr, for eksempel menneske og lemur, og at det var alt vi hadde for å si noe om pattedyr. Det gir oss ingen informasjon om katter eller rotter, eller variasjonen blant pattedyrene. Slik er det for bjørnedyrene, forklarer Fleming.
Kilder:
Megumu Tsujimoto, Satoshi Imura, Hiroshi Kanda, Recovery and reproduction of an Antarctic tardigrade retrieved from a moss sample frozen for over 30 years, Cryobiology, februar 2016
K. Seki, og M. Toyoshima, Preserving tardigrades under pressure, Nature, 1998
Aslak Jörgensen og Reinhardt Møbjerg Kristensen, A New Tanarctid Arthrotardigrade with Buoyant Bodies, Zoologischer Anzeiger - A Journal of Comparative Zoology, 2001
R. Bertolani og L. Rebecchi, Cytology and Cytogenetics. In: Schill, R. (eds) Water Bears: The Biology of Tardigrades. Zoological Monographs, Springer, 2018
A.A. Lisenkova, m. fl., Complete mitochondrial genome and evolutionary analysis of Turritopsis dohrnii, the “immortal” jellyfish with a reversible life-cycle, Molecular Phylogenetics and Evolution, 2017
Yam Amir, Mayaan Insler, Abram Giller, Danielle Gutman, Gil Atzmon, Senescence and longevity of sea urchins, Genes, mai 2020
