根据一项新研究,西伯利亚一个 46,000 年前的地松鼠洞穴为一些非常古老的植物材料和一个小型线虫(随后被复活)提供了时间胶囊。
俄罗斯土壤低温学实验室的研究人员从西伯利亚的杜万尼·亚尔(Duvanny Yar)露头(这是一个陡峭的史前沉积物壁)中提取了洞穴的内含物。古代啮齿动物在最后一个冰河时代挖掘了这个大约 10 英寸宽的洞穴,此后低温将其冻结在永不解冻的永久冻土中。
科学家们将冷冻的沉积物带回实验室,开始解冻,并惊讶地看到线虫自行爬了出来,仿佛什么都没发生一样。尽管该蠕虫与秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,一种用于无数实验的模式线虫)相似,但研究人员发现了重要差异,并将这种古代蠕虫命名为一个新物种:高丽圆线虫(Panagrolaimus kolymaensis)。
其他古代生物的复活
数千年后复活的古代动物或细菌构成了科学文献中的一个小分支。
1995 年,科学家们宣布他们复活并培养了被困在 2500 万至 4000 万年前琥珀中的细菌。
2021 年,他们解冻并复活了被困在西伯利亚永久冻土中约 24,000 年的微小水生动物——轮虫。
克服重重困难
这些微小的动物是如何做到若无其事地生存下来的?高丽圆线虫是一种雌雄同体的、无性繁殖的物种,在俄罗斯实验室中安家落户,并繁殖了至少 100 代。低温学专家试图解释为什么这个种群(现已灭绝)的创始蠕虫能够以如此完好的状态度过 46,000 年的严酷考验。
实验表明,为了让线虫生存,它必须首先经历一个相对干燥的“预处理”阶段,以适应极度的脱水和冷冻。在这个阶段,线虫的身体会投入大量能量来产生一种叫做海藻糖的抗冻(同时具有保水)化学物质,如果需要,它可以保护蠕虫数千年。
“这引发了一个问题:个体在隐生状态下能存活多长时间存在上限吗?”研究人员在新论文中问道。“漫长的时间可能仅受环境的剧烈变化限制,例如环境温度的剧烈波动、自然放射性或其他非生物因素。”
什么是海藻糖?
根据 2013 年发表在《科学报告》上的一篇论文,海藻糖是一种特殊的糖,它能包裹蛋白质,防止保护性气泡内的水分结冰。当线虫感觉到干燥的寒意来临时,它们会以比正常速度快 20 倍的速度产生这种糖。
海藻糖还能保护细胞免受脱水侵害,研究人员已将其用于保护番茄等植物免受干旱条件的影响。在自然界中,一些植物,包括高度耐旱的“复苏植物”,会产生大量的这种化学物质。
人类自身也会产生海藻糖,并在食品工业中使用它,作为一种防腐剂,并抑制蛋白质和碳水化合物的分解。研究人员还研究了该化学物质的保护作用是否可以作为治疗阿尔茨海默病和亨廷顿舞蹈症的方法。
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