誰是地表最強(qiáng)的生物？

雨下云 2020-03-19

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它可能是人類已知的在太陽系中分布最廣的生物。

你知道，月球上已經(jīng)有生命了么？

月球上的生命，源自于地球人的一次失誤。去年4月，以色列的首個(gè)登月航天器創(chuàng)世紀(jì)號(hào)因?yàn)橛?jì)算失誤，墜落在了月球表面。這艘航天器，攜帶著數(shù)千只包裹在環(huán)氧樹脂中的水熊蟲，據(jù)該項(xiàng)目的贊助者稱，這些水熊蟲在月球上存活下去的幾率，很大。

▲ 創(chuàng)世紀(jì)號(hào)登月航天器。圖/The Arch Mission Foundation

這里沒有水、食物，也沒有空氣，周圍還有無休止的太空輻射，地球上的生命，怎么可能活下去呢？

“地表最強(qiáng)”的特技——隱生

水熊蟲之所以被認(rèn)為能夠在月球上活下去，是因?yàn)?strong>它們擁有著“地表最強(qiáng)”的特技——隱生：在惡劣的環(huán)境中，水熊蟲就縮成一個(gè)小桶狀，把自己身體的含水量從85%驟降至3%，新陳代謝水平僅維持在平時(shí)水平的0.01%，只為能夠活下去。

▲ 在隱生時(shí)，水熊蟲會(huì)蜷縮起來形成一個(gè)“小桶”。圖/Wikipedia

為了研究水熊蟲的隱生能力，人類曾為它們制造了各種極端環(huán)境，以試探它的“底線”。在這些殘酷的實(shí)驗(yàn)里，水熊蟲一次次地扛了下來，這要是換做別的生物，早就撲街了。

貝克大學(xué)的生物進(jìn)化研究者威廉·米勒曾在西奈沙漠的一塊巖石下發(fā)現(xiàn)了隱生的水熊蟲。“要知道，那里可是25年來從未下過一滴雨！它們就這樣靜靜地等著，不吃不喝幾十年，直到水漫過了這里，然后像浸濕的海綿一樣活過來，就像什么都未發(fā)生?！?/section>

▲ 航拍西奈半島上的沙漠。圖/Wikipedia

除了能應(yīng)對(duì)干旱，水熊蟲無論是面對(duì)高溫還是低溫，都能泰然處之。在水熊蟲中，有一些“真的猛士”，能夠忍受僅高于絕對(duì)溫度1攝氏度，即零下272攝氏度的低溫，而另一些，則在150攝氏度的高溫中存活了下來。雖然，在極限的冷與熱之中，隱生的它們也僅能堅(jiān)持幾分鐘，但對(duì)地球生命來說，這已經(jīng)可以算得上是超能力了。

高壓或是低壓的真空，水熊蟲也能從容應(yīng)對(duì)。有的水熊蟲，可以承受6000倍的大氣壓，這相當(dāng)于地球上最深的馬里亞納海溝底部壓力的近6倍；而在2007年的一次外太空實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)歐洲研究小組將一批水熊蟲“綁”在FOTON-M3火箭外面，繞地球飛行了10天，當(dāng)這批“宇航蟲”返回地球后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有68%的個(gè)體都存活了下來。

▲ 執(zhí)行STS-111任務(wù)的奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)。在2011年5月，意大利的科學(xué)家將緩步動(dòng)物與其它嗜極微生物（如耐高溫、耐高鹽度的細(xì)菌）帶上了執(zhí)行STS-134飛行任務(wù)的奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)。圖/Wikipedia

要知道，在太空中不僅有真空低壓的考驗(yàn)，還有致命的輻射。水熊蟲忍耐輻射的能力比人類強(qiáng)1000倍：對(duì)人類來說，5到10戈瑞（Gy）的輻射足以致命，但隱生狀態(tài)下的水熊蟲卻能忍受5000戈瑞的伽馬射線或6200戈瑞的重離子輻射。

真不知道水熊蟲都經(jīng)歷過什么，以至于讓它進(jìn)化出如此彪悍的忍耐能力！

強(qiáng)大的適應(yīng)性，讓水熊蟲遍布全球，科學(xué)家們甚至認(rèn)為它會(huì)隨風(fēng)飄散，在大氣中進(jìn)入隱生狀態(tài)，然后在新的環(huán)境中活過來，繁殖，壯大。

從海拔6000米的喜馬拉雅的山坡上，到深度4000米的深海海底，從南極大陸的冰層下方，到赤道的熱帶雨林，從你家后院，到墻角屋頂，水熊蟲幾乎無處不在。不過，相比起干燥、寒冷或炙熱，它們最喜歡濕潤、溫和的環(huán)境，因?yàn)樗鋵?shí)是一種水生動(dòng)物。池塘、湖泊和草地，才是理想的家。

另外，多虧了以色列人，月球上也有了水熊蟲的分布。這樣看來，它應(yīng)該是人類已知的在太陽系中分布最廣的生物了吧？

水熊蟲為什么這么牛？

水熊蟲的操作如此逆天，以至于有人對(duì)它們的身世動(dòng)起了腦子。一家叫做VICE的紀(jì)錄片公司，甚至信誓旦旦地說它們是一種起源于外星的生物——因?yàn)樗鼈兡茉谔罩谢钕聛怼Ｃ桌諏?duì)于這些坊間傳聞嗤之以鼻：“雖然水熊蟲在太空中生存的能力是獨(dú)特的，但我們沒有理由相信它們是出于太空旅行的原因而進(jìn)化出如此的本領(lǐng)?！?/section>

▲ 水中的水熊蟲。圖/Wikimedia

2015年，曾有遺傳學(xué)家對(duì)一種淡水水熊蟲進(jìn)行了測序，他們發(fā)現(xiàn)水熊蟲的許多基因都來源于其它生物，于是提出了水熊蟲通過“吸星大法”獲得能力的論斷。這種神奇的結(jié)論最終被定性為一場“烏龍”，原來是他們的樣本被污染了......事實(shí)證明，這種水熊蟲的外源基因僅占總基因量的1.2%，這就是說，水熊蟲的能力，是自己演化出來的。

其實(shí)，水熊蟲并不是一種動(dòng)物，而是由1000多個(gè)物種組成的緩步動(dòng)物門的統(tǒng)稱。它們都長著桶形身體和四對(duì)短粗的腿，走起路來的樣子類似熊漫步時(shí)的步態(tài)，所以被稱為水熊蟲（Waterbear）。

水熊蟲非常小，最大的種體體長也就是1.2毫米，其余大多數(shù)種都僅有0.3到0.5毫米。它們的獵物包括以線蟲、細(xì)菌、藻類、螨蟲，甚至是小型的同類，它們管形的嘴上長有探針，可以用來刺破獵物的外壁。

對(duì)于環(huán)境的高耐受性，讓水熊蟲成為了地球上的開荒者，當(dāng)水熊蟲安家落戶之后，它又可以作為食物，為后來的動(dòng)物提供養(yǎng)料。但是，水熊蟲也有稱霸的時(shí)候，如今在南極的冰層下，因?yàn)闆]有“更高等級(jí)”的捕食者，它就成為了站在食物鏈頂端的生物。

▲ 趴在一粒沙子上的水熊蟲。圖/Wikipedia

水熊蟲的化石，可以追溯到白堊紀(jì)時(shí)期，但是因?yàn)樗L得過于奇特，所以直到分子進(jìn)化分析技術(shù)出現(xiàn)之前，人們一直不能確定它的親戚是誰。經(jīng)過現(xiàn)代分子技術(shù)的研究，水熊蟲被認(rèn)為屬于泛節(jié)肢動(dòng)物，和它同源的，是包含了有天鵝絨蟲和節(jié)肢動(dòng)物門（甲殼類和昆蟲）的葉足動(dòng)物。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水熊蟲進(jìn)入隱生狀態(tài)時(shí)，它會(huì)用一種叫做海藻糖的分子填充細(xì)胞，這種物質(zhì)，不僅能夠替代水分，還能“束縛”住余下的水分，讓它們不至于在高溫或低溫的作用下迅速膨脹從而破壞細(xì)胞。

通過對(duì)水熊蟲基因組的研究，科學(xué)家們還找到了水熊蟲對(duì)抗輻射的獨(dú)門秘訣——損傷抑制蛋白，這種蛋白質(zhì)從水熊蟲的胚胎時(shí)期就開始大量表達(dá)，它可以結(jié)合在DNA上，并作為“護(hù)盾”抵抗輻射損傷。當(dāng)科學(xué)家讓人源細(xì)胞通過轉(zhuǎn)基因也表達(dá)了同一蛋白后，輻射后細(xì)胞的損傷較對(duì)照組減輕了40%。

當(dāng)然，即便是擁有逆天能力的水熊蟲，也不能抵抗環(huán)境的驟然變化。在今年1月剛剛發(fā)布的一項(xiàng)研究成果中，隱生狀態(tài)下的水熊蟲，當(dāng)面臨一小時(shí)內(nèi)加溫到150攝氏度的實(shí)驗(yàn)環(huán)境時(shí)，存活率僅為50%，當(dāng)然，處于非隱生狀態(tài)下的水熊蟲的存活率更低。如果把加溫的時(shí)間延長到24小時(shí)，那大部分的水熊蟲，都能成功渡過難關(guān)。

我們?yōu)槭裁匆P(guān)注水熊蟲？

科學(xué)家們用各種極端環(huán)境來“虐待”水熊蟲，到底是為了什么？要知道，想制造出極端的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，也不是很便宜呢。

我們研究水熊蟲，肯定不是因?yàn)楹猛?，更不是有什么奇怪的癖好，而是為了?strong>向它“取經(jīng)”。

▲ 國際上還有水熊蟲研究會(huì)議，這是第12次會(huì)議的會(huì)標(biāo)，LOGO中的水熊蟲非?？蓯?。圖/12th International Symposium on Tardigrada

水熊蟲強(qiáng)大的基因修復(fù)能力，或許能引領(lǐng)我們找到新的基因藥物，來攻克癌癥，甚至是延長壽命，短期內(nèi)，我們還可以用它抗輻射的能力來改良防曬霜。

水熊蟲能在太空中生存，這激發(fā)了天文學(xué)家的熱情，他們開始重新審視其它星球上存在生命的可能性。

當(dāng)然，最為重要的是，水熊蟲在極端環(huán)境下隱生時(shí)，身體并不會(huì)老化。雖然大部分水熊蟲的壽命僅有3、4個(gè)月，長的也不過兩年，但通過隱生，它們可以多“活”出幾十年的時(shí)光，到了有水的環(huán)境中又恢復(fù)回來。這樣的場景，是不是有些似曾相識(shí)？沒錯(cuò)，許多科幻電影中的太空休眠艙，用的不就是這個(gè)技術(shù)么？

▲ 科幻電影中的太空休眠艙。圖/《異形》

不過，迄今為止我們對(duì)于水熊蟲隱生能力的研究，也還處于起步階段，對(duì)于它從隱生狀態(tài)復(fù)原的原理，更是知之甚少。未來，我們將從這些小家伙身上學(xué)到更多的知識(shí)，因?yàn)檫@其中，或許就隱藏著你我太空漫游、或是長生不老的鑰匙呢！

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來自：雨下云 > 《生物》

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