מאת: מאיה גבעון
הטרדיגרדיים תוארו לראשונה כבר במאה ה-18. עם השנים התברר כי הם נפוצים כמעט בכל סביבת חיים על פני כדור הארץ, מקירות אבן וגגות, דרך כרי דשא ואגמים ועד לסביבות קשות ביותר להישרדות, כולל מעמקי אוקיינוסים, מתחת לשכבות קרח מוצקות, בגבהים ובמעיינות חמים. התברר, כי הטרדגרדיים הם אחת מקבוצות המינים היחידות המבצעות קריפטוביוזיס – חילוף החומרים בגופם נעצר בהדרגה כאשר תנאי הסביבה הופכים קשים, וגופם קופא למעין שנת חורף עמוקה לתקופה ממושכת. במהלך הקריפטוביוזה, גופם מאבד בהדרגה עד כ-90 אחוז מהמים שבו, ובמקביל מייצר סוכר טרהלוז וכך נוצרת תמיסת סוכר מרוכזת המגנה על האיברים שלהם. בדומה לנבגים ולכמה מיני צמחים, כאשר חוזרים תנאי הסביבה להיות נוחים, "מתעוררים" הטרדיגרדיים, וחילוף החומרים בגופם מתחדש. בניגוד לנבגים שאינם שורדים בתנאים קיצוניים, מתברר כי הטרדיגרדיים מסוגלים לשרוד במצבם הרדום גם בתנאים קיצוניים במיוחד.
תמונה מאת Rpgch תחת רישיון CC 3.0
לדוגמא, דובוני המים יכולים לשרוד חשיפה לעוצמות גבוהות של קרינה מזיקה. בניסויים שנערכו באוניברסיטת פריז שרדו הדובונים קרינת רנטגן בעוצמת 570,000 ראד (בעוד מנת קרינה של כ-1,000-2,000 ראד קוטלת את מרבית היצורים החיים, כולל בני אדם). מבחינת טמפ', מתברר שהדובונים יכולים לשרוד מספר דקות בטמפ' של כ-150 מעלות צלזסיוס, ובקור של כמעט אפס מוחלט: מינוס 272 מעלות צלזסיוס. בהקפאה של 200 מעלות מתחת לאפס "בלבד", מסוגלים הדובונים לשהות ללא פגע מספר דקות. עוד התגלה כי הם מסוגלים להתאושש משהייה בתנאי חומציות גבוהה, בלחץ קיצוני (עד פי 6,000 מהלחץ האטמוספירי), ובתת לחץ. ניסוי של אוניברסיטת קריסטיאנסטאד בשבדיה שלח בשנת 2007 דובונים לחלל – ואף דיווח על התהליך בבלוג. חלק מהדובונים הקוסמונאוטים שרדו בהצלחה תנאי ריק וחשיפה לקרינת שמש ישירה. לאחרונה, שוגרה קבוצה נוספת של דובונים לחלל על ידי סוכנות החלל האיטלקית, על מנת לחקור את השפעת תנאי החלל על אורגניזמים ברמת הד.נ.א.
שורת כישורים כה יוצאת דופן מעוררת את הדמיון למגוון רחב מאוד של יישומים אפשריים בעולם בני האדם. יישום אחד, שכבר נמצא בשימוש מסחרי, פותח על ידי ד"ר ברוס רוזר (Roser). רוזר חיפש פתרון שייאפשר אחסון והובלה של חיסונים ללא קירור. ההרכב הרגיש של חיסונים מחייב הובלה ואחסון בתנאים מאוד ספציפיים, הופכים אותם לפגיעים ומייקרים מאוד את תהליך החיסון. טכנולוגיית ה- VitRIS שפיתח ד"ר רוזר מחקה את תהליך הקריפטוביוזה, ומנצלת את תכונת ההתגבשות של תרכובות סוכריות ליצירת מעטפת הגנה לתרכובות חיסון שיובשו.
פתרון זה לא רק מאפשר לשמור חיסונים ללא קירור, לחסוך באנרגיה ולהוזיל את עלויות החיסונים, הוא מקנה לחיסונים יתרונות נוספים: בזכות שמירת התרכובות יבשות, חלקי החיסון אינם מגיבים זה לזה, אלא הופכים פעילים רק בכניסתם לגוף. לכן ניתן ליצור תרכובות של מספר חיסונים בהזרקה אחת. בנוסף, תרכובות הסוכר יכולות להתפרק באיטיות, וכך שחרור החיסון הפעיל לדם יכול להתבצע באופן מבוקר והדרגתי. יש כוונה להשתמש בעתיד בפתרונות אלה לא רק לחיסונים, אלא גם להזרקה של אינסולין ושל הורמונים, חלבונים, אנזימים וחומצות גרעין.
למידע נוסף:
בלוג שליווה את ניסוי שליחת הטריגרדים לחלל
אודות ההמצאה הביומימטית
על הנסיעה החדשה לחלל
סרטון
יצור משונה, שגודלו אינו עולה על 1.5 מילימטר, מתגלה כייצור העמיד והחזק ביותר בטבע.
דובוני המים, או בשמם הפחות משעשע, טרדיגרדה Tardigrades , הם מערכה בתוך ממלכת בעלי החיים חסרי החוליות. מוכרים לפחות 900 מינים שונים של טריגרדיים, כולם בעלי גוף גוצי, שגודלו נע בין 0.1-1.5 מלימטר, ובו ארבעה פרקים וארבע רגליים. אך אל תתנו למראה המגושם ולשם להטעות אתכם: ככל הידוע, מדובר ב"סופר אורגניזמים", לא פחות מאשר היצורים העמידים ביותר המוכרים כיום למדע.הטרדיגרדיים תוארו לראשונה כבר במאה ה-18. עם השנים התברר כי הם נפוצים כמעט בכל סביבת חיים על פני כדור הארץ, מקירות אבן וגגות, דרך כרי דשא ואגמים ועד לסביבות קשות ביותר להישרדות, כולל מעמקי אוקיינוסים, מתחת לשכבות קרח מוצקות, בגבהים ובמעיינות חמים. התברר, כי הטרדגרדיים הם אחת מקבוצות המינים היחידות המבצעות קריפטוביוזיס – חילוף החומרים בגופם נעצר בהדרגה כאשר תנאי הסביבה הופכים קשים, וגופם קופא למעין שנת חורף עמוקה לתקופה ממושכת. במהלך הקריפטוביוזה, גופם מאבד בהדרגה עד כ-90 אחוז מהמים שבו, ובמקביל מייצר סוכר טרהלוז וכך נוצרת תמיסת סוכר מרוכזת המגנה על האיברים שלהם. בדומה לנבגים ולכמה מיני צמחים, כאשר חוזרים תנאי הסביבה להיות נוחים, "מתעוררים" הטרדיגרדיים, וחילוף החומרים בגופם מתחדש. בניגוד לנבגים שאינם שורדים בתנאים קיצוניים, מתברר כי הטרדיגרדיים מסוגלים לשרוד במצבם הרדום גם בתנאים קיצוניים במיוחד.
לדוגמא, דובוני המים יכולים לשרוד חשיפה לעוצמות גבוהות של קרינה מזיקה. בניסויים שנערכו באוניברסיטת פריז שרדו הדובונים קרינת רנטגן בעוצמת 570,000 ראד (בעוד מנת קרינה של כ-1,000-2,000 ראד קוטלת את מרבית היצורים החיים, כולל בני אדם). מבחינת טמפ', מתברר שהדובונים יכולים לשרוד מספר דקות בטמפ' של כ-150 מעלות צלזסיוס, ובקור של כמעט אפס מוחלט: מינוס 272 מעלות צלזסיוס. בהקפאה של 200 מעלות מתחת לאפס "בלבד", מסוגלים הדובונים לשהות ללא פגע מספר דקות. עוד התגלה כי הם מסוגלים להתאושש משהייה בתנאי חומציות גבוהה, בלחץ קיצוני (עד פי 6,000 מהלחץ האטמוספירי), ובתת לחץ. ניסוי של אוניברסיטת קריסטיאנסטאד בשבדיה שלח בשנת 2007 דובונים לחלל – ואף דיווח על התהליך בבלוג. חלק מהדובונים הקוסמונאוטים שרדו בהצלחה תנאי ריק וחשיפה לקרינת שמש ישירה. לאחרונה, שוגרה קבוצה נוספת של דובונים לחלל על ידי סוכנות החלל האיטלקית, על מנת לחקור את השפעת תנאי החלל על אורגניזמים ברמת הד.נ.א.
שורת כישורים כה יוצאת דופן מעוררת את הדמיון למגוון רחב מאוד של יישומים אפשריים בעולם בני האדם. יישום אחד, שכבר נמצא בשימוש מסחרי, פותח על ידי ד"ר ברוס רוזר (Roser). רוזר חיפש פתרון שייאפשר אחסון והובלה של חיסונים ללא קירור. ההרכב הרגיש של חיסונים מחייב הובלה ואחסון בתנאים מאוד ספציפיים, הופכים אותם לפגיעים ומייקרים מאוד את תהליך החיסון. טכנולוגיית ה- VitRIS שפיתח ד"ר רוזר מחקה את תהליך הקריפטוביוזה, ומנצלת את תכונת ההתגבשות של תרכובות סוכריות ליצירת מעטפת הגנה לתרכובות חיסון שיובשו.
פתרון זה לא רק מאפשר לשמור חיסונים ללא קירור, לחסוך באנרגיה ולהוזיל את עלויות החיסונים, הוא מקנה לחיסונים יתרונות נוספים: בזכות שמירת התרכובות יבשות, חלקי החיסון אינם מגיבים זה לזה, אלא הופכים פעילים רק בכניסתם לגוף. לכן ניתן ליצור תרכובות של מספר חיסונים בהזרקה אחת. בנוסף, תרכובות הסוכר יכולות להתפרק באיטיות, וכך שחרור החיסון הפעיל לדם יכול להתבצע באופן מבוקר והדרגתי. יש כוונה להשתמש בעתיד בפתרונות אלה לא רק לחיסונים, אלא גם להזרקה של אינסולין ושל הורמונים, חלבונים, אנזימים וחומצות גרעין.
למידע נוסף:
בלוג שליווה את ניסוי שליחת הטריגרדים לחלל
אודות ההמצאה הביומימטית
על הנסיעה החדשה לחלל
סרטון
