تاردیگریدهای کوچک مانند حشرات راه می‌روند

آیا کاری وجود دارد که تاردیگرید کوچک نتواند انجام دهد؟ این حیوانات میکروسکوپی شگفت‌آور که خرس آبی یا خوکچه‌ی خزه‌ای نیز نامیده می‌شوند، می‌توانند در سخت‌ترین وضعیت‌ها زنده بمانند، از جمله: فشار بسیار بالا، دمای شدید، تابش، کم‌آبی، گرسنگی و حتی قرار گرفتن در معرض فضا. این سرسختی موجب می‌شود که آن‌ها نمونه‌ی مطلوبی برای مطالعات دانشمندان باشند.

اخیراً پژوهشگران دانشگاه راکفلر راه رفتن خاص خرس آبی را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که حرکت این موجود مثل حرکت حشرات، ۵۰۰ هزار برابر اندازه‌ی آن‌ها است. نتایج حاصل از این مطالعه ماه اوت در مجله‌ی PNAS منتشر شد.

لقب خرس آبی را یوهان آگوست افرایم گوئز، جانورشناس آلمانی که برای اولین‌بار در سال ۱۷۷۳ این جانوران را دید، بر آن‌ها نهاد. لاتزارو اسپالانتسانی، زیست‌شناس ایتالیایی، در سال ۱۷۷۷ با اقتباس از واژه‌ی ایتالیایی Tardigradum (به‌معنای کُندرو) نام تاردیگرید را بر این موجودات نهاد. این نام‌ها از شیوه‌ی حرکت آهسته و سنگین این موجود و همچنین شکل بدن بشکه‌مانند عجیب آن با چهار جفت پای زمخت؛ الهام گرفته بودند.

بیشتر حیوانات میکروسکوپی که به اندازه تاردیگریدها هستند (که فقط حدود ۰.۰۲ اینچ طول دارند) حتی پا ندارند، از این‌ رو پژوهشگران دانشگاه راکفلر علاقه‌مند شدند حرکت آن‌ها را بیشتر مورد مطالعه قرار دهند. جاسمین نیرودی، یکی از نویسندگان مقاله‌ی منتشرشده در PNAS، از مرکز مطالعات فیزیک و زیست‌شناسی راکفلر گفت:

شیوه‌ی حرکت تاردیگریدها محکم و واضح است. آن‌ها موجودات شلخته‌ای نیستند که در بیابان یا بستر برگی به حالت تلوتلو خوردن راه بروند. شباهت‌ میان استراتژی حرکت تاردیگریدها و استراتژی حرکت حشرات و بندپایان بسیار بزرگ‌تر، سؤالات تکاملی بسیار جالبی را مطرح می‌کند. ما چیز زیادی در این مورد نمی‌دانستیم که نحوه‌ی حرکت این جانوران در سرعت بالا چگونه است.

نیرودی و همکارانش ابتدا خرس‌های آبی را روی اسلایدهای شیشه‌ای گذاشتند، اما اسلایدها به‌قدری صاف و صیقلی بودند که تاردیگریدها نمی‌توانستند به‌خوبی روی آن‌ها حرکت کنند. این موجودات برای حرکت باید می‌توانستند پنجه‌های خود را درون سطح فرو ببرند. بنابراین، پژوهشگران اسلایدهای شیشه‌ای را با ژل جایگزین کردند. سپس آن‌ها میکروسکوپ‌ها و دوربین‌هایی را در آزمایشگاه نصب کردند و ساعت‌ها فیلم از حرکت این موجودات جمع‌آوری کردند و سپس همه‌ی فیلم‌ها را بررسی کردند. نیرودی گفت:

اگر به‌ مدت کافی، تاردیگریدها را زیر میکروسکوپ نوری تماشا کنید، می‌توانید طیف وسیعی از رفتارها را ثبت کنید. ما آن‌ها را مجبور به انجام کاری نکردیم. آن‌ها گاهی‌اوقات واقعاً آرام هستند و فقط می‌خواهند در اطراف سطح پرسه بزنند. در مواقع دیگر، آن‌ها چیزی را می‌بینند که دوست دارند و به سمت آن می‌دوند.

زمانی که خرس‌های آبی فقط در حال پرسه‌ زدن بودند، معمولاً با سرعتی حدود نصف طول بدن در ثانیه حرکت می‌کردند و زمانی که با سرعت بالا حرکت می‌کردند، سرعتشان به دو برابر طول بدن در ثانیه افزایش پیدا می‌کرد. پژوهشگران متوجه شدند که خرس‌های آبی برای هر سرعت، روش راه رفتن مشخصی ندارند، یعنی مانند اسب‌ها نیستند که با تغییر سرعت، روش حرکت آن‌ها نیز تغییر می‌کند. در عوض، حرکت آن‌ها شبیه حرکت حشرات و بندپایان بود و بدون تغییر الگوی راه رفتن، فقط سرعت حرکت خود را افزایش می‌دادند.

تاردیگریدها با افزایش سرعت حرکت، بین حالت‌های قرار دادن پنج پا، سپس چهار پا و سپس سه پا روی زمین (درست مانند حشرات و بندپایان، با وجود فاصله‌ی تکاملی ۲۰ میلیون‌ساله‌ی بین آن‌ها) تغییر وضعیت می‌دادند. نیرودی همچنین گفت: «این مسئله یعنی که با وجود دارا بودن ساختارهای بدنی، اندازه‌ی بدن و محیط‌های متفاوتی که در آن حرکت می‌کنند، این الگوی هماهنگی خاص به‌نحوی در همه‌ی این شرایط کارآمد است.»

دو فرضیه‌ی اصلی در مورد تشابه روش حرکت تاردیگریدها و حشرات و بندپایان وجود دارد. نخست اینکه شاید خرس‌های آبی، حشرات و بندپایان اجداد مشترکی دارند که مدار عصبی مشترکی داشتند. از طرف دیگر، این موجودات ممکن است به‌طور مستقل روش راه رفتن سریع را طی انتخاب طبیعی تکامل داده باشند. نیرودی می‌گوید:

اگر سیستم عصبی اجدادی، راه رفتن پانارتروپودها (تبارشاخه جانوری پیشنهادی که شامل بندپایان، خرس‌های آبی و کرم‌های مخملی می‌شود) را کنترل می‌کند، مسائل زیادی برای آموختن وجود دارد. از طرف دیگر، اگر بندپایان و تاردیگریدها به‌طور مستقل و طبق پدیده‌ی تکامل همگرا به این استراتژی رسیده‌اند، باید دید چه چیزی باعث می‌شود این استراتژی برای این گونه‌ها در محیط‌های مختلف مطلوب باشد.