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缓步动物,冷冻30年后重获新生

我们知道水熊虫很坚韧。但它们到底有多坚韧?

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一张水熊虫的艺术渲染图。图片来源:Sebastian Kaulitzki/Shutterstock

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你可以将它们冷冻、焚烧、烘干,甚至将它们发射到太空,但不起眼的水熊虫能够承受一切。

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作为水熊虫生命力的证明,一项新实验表明,即使将这些小家伙困在冰块中长达三十年,也无法彻底终结它们。

日本研究人员成功唤醒了两只水熊虫——因其爪子和头部形状而被俗称为“水熊虫”——在冷冻了30年后,它们又恢复了生命。另一组日本研究人员,即第24次日本南极研究考察队的成员,于1983年在苔藓样本中发现了这对八条腿的微小动物,该样本一直保存在冷冻状态至今。

它还活着!

三十年后,只需解冻和给予富含营养的溶液,这些水熊虫就开始摆动腿脚,伸展身体,在经历了数十年的停滞后重获新生。它们的恢复过程缓慢,因为它们需要时间来修复细胞损伤——试想一下,如果你在冰冻僵硬30年后会是什么感觉。

虽然其中一只在复苏后不到两周就死亡了,但另一只水熊虫最终产下了卵并孵化,证明水熊虫不仅能够复活,还能在漫长的沉睡后孕育新生命。1983年与两只成年水熊虫一起被发现冷冻的一枚卵也孵化并成功繁殖。研究人员已将他们的发现发表在《冷冻生物学》杂志上。

水熊虫能够在极端条件下生存的事实早已被广泛证实,甚至有人荒诞地声称它们来自外太空。水熊虫几乎遍布地球的每一个角落,从最干旱的沙漠到喜马拉雅山脉的顶峰。它们甚至在2007年,在太空暴露在近乎绝对零度的温度和有害辐射下暴露了十天后依然存活。

这次“大解冻”并非首次有记录的水熊虫“复活”。2002年的一项研究报告了该生物从极端脱水状态成功复苏。然而,那些口渴的水熊虫仅经历了九年的停滞期。

Acutuncus antarcticus,展示其胃内含有Chlorella sp.的SB-3品系个体。标尺,100 μm。(图片来源:Cryobiology 2015)

2015年冷冻生物学

停止生命以求生存

当置于极端环境中时,水熊虫的新陈代谢活动会停止或减缓到无法测量的水平,并进入一种称为“隐生”(cryptobiosis)的状态。在艰难时期踩下新陈代谢的刹车,可以保护细胞结构,并在条件变得有利时让动物“重新启动”其新陈代谢。其他微生物,如线虫,也具有这种能力,但水熊虫可能是最适应这种停滞状态的。

为了暂停生命,水熊虫几乎完全排出体内的水分,并用海藻糖(trehalose)取而代之。这个过程可以防止水熊虫体内剩余的水分在膨胀和结冰时形成晶体,这可能会正式杀死该生物。最终结果是细胞活动几乎停止,以及导致细胞衰老和死亡的氧化过程。

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当回到更适宜生存的环境时,水熊虫会恢复新陈代谢功能,并在身体恢复自然状态时修复细胞损伤。通过这种方式,通常只能存活几个月的水熊虫可以将其寿命延长数十年,以等待不利条件过去。

然而,水熊虫并未获得“复活之王”的称号。这项荣誉属于一种线虫,一种微型蠕虫。1946年,一种名为*Tylenchus polyhypnus*的线虫曾有五只在创纪录的39年后被复苏。

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